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DOBLADO DE MADERA
RAGGIO - TIMM
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Técnicos en la Industrialización
De la
Madera y el Mueble Escuela Técnica Raggio
Material de Lectura
“Doblado de la Madera” Introducción pág. 2
Curte curvo pág. 2
Esfuerzo de flexión pág. 5
Especies más usadas para el curvado pág. 6
Michael Thonet, y el curvado de madera maciza pág. 8
Vigas laminadas para la construcción pág. 15
Doblado de madera maciza de bajo espesor pág. 16
Multilaminado, pianos de cola pág. 18
Multilaminado, tabla de Skate pág. 21
Debilitamiento por corte pág. 25
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Introducción
El Curvado de Maderas es un proceso que se remonta a muchos años atrás, (hay registro de que los Egipcios curvaban madera con vapor de agua) existen múltiples motivos por los cuales un diseñador de objetos puede optar por curvar una madera, de la misma forma existen diferentes maneras o técnicas de llevar a cabo esta forma curva en una pieza de madera.
Por lo general y en el 99% de las ocasiones los dos ejes a partir de los que se trabaja el doblado de la madera son
.la búsqueda de una forma particular minimizando el desperdicio de material
.el aumento de la resistencia mecánica de la madera.
¿Si veo una madera curva… si o si está doblada?
Como punto de partida cabe destacar que no todas las curvas que vemos en un objeto de madera se generaron “doblando” la pieza, en un sinfín de estilos de mobiliario (de estilo o contemporáneos) encontramos partes de objetos que claramente no son rectos, pero cuya forma se consigue simplemente cortando la pieza mediante una sierra (sin fin o de calar, dependiendo el tamaño de la pieza a cortar).
Ejemplo de silla de estilo
Con piezas realizadas a partir
De cortes en línea curva
Mediante sierra Y pulido a mano
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Trazado de curvas
mediante plantillas
corte de las
curvas mediante
sierra sin fin
Terminación de la
superficie mediante
herramientas de
pulido.
Cepillo curvo,
Pulidor,
Rasqueta,
Lija, etc.
Los procesos anteriormente descriptos en las imágenes, son los que usualmente se necesitan para generar piezas curvas de madera sin necesidad de doblar sus fibras.
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Posibles Ventajas del corte en curva:
-operaciones básicas de Carpintería / ebanistería
-no precisa moldería
-permite fácilmente diferentes espesores a lo largo de la pieza curva
Posibles Desventajas del corte en curva
-puede llegar a desperdiciarse demasiado material
-las piezas pueden quedar con baja resistencia mecánica ya que las fibras de la madera quedan cortadas o reducidas a tramos pequeños.
Habiendo dejado claro que existen maderas curvadas y otras cortadas en curva, intentaremos a partir de ahora abordar el tema de la madera curvada, nos vamos a referir a madera curvada cuando la fibra de la madera no se vea cortada para obtener la forma curvada sino que será justamente doblada.
Si entendemos a la estructura
de la madera
Como un conjunto de
“tubos” microscópicos (fibra),
Entonces el curvado de la madera implicará
Curvar esos pequeños “tubos”
Fibras, sin que ellas se rompan en el proceso.
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Esfuerzos mecánicos FLEXIÓN
Toda madera sometida a una fuerza exterior, genera una fuerza interna que se opone a ella .Esto se denomina esfuerzo. Se puede definir ESFUERZO como aquella fuerza interna que es capaz de resistir las diferentes fuerzas externas, las cuales tienden a cambiar la forma o tamaño de una pieza de madera. La fuerza resistente es igual a la fuerza deformante.
Cuando una pieza de madera intenta ser curvada es sometida a un esfuerzo denominado flexión, El esfuerzo aplicado en la dirección perpendicular a las fibras produce un acortamiento de las fibras superiores (compresión) y un alargamiento de las inferiores (tracción).
Lo que en la práctica termina sucediendo es que la madera se va a flexionar hasta que las fibras no puedan soportar el esfuerzo y se rompan.
Con el fin de que la madera pueda aumentar su capacidad de ser flexionada muchas veces se trata primero la pieza de madera y luego se la somete al esfuerzo de flexión, obviamente hay especies de madera que resisten más el esfuerzo a la flexión y aún dentro de una misma especie hay tablas o vigas que por su composición resistirán aún más.
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¿Toda la madera se puede curvar?
Dentro de las múltiples especies de madera, las adecuadas para el curvado serán aquellas que toleren mayores esfuerzos a la flexión a la que serán sometidas (ya que esto permitirá radios de curvatura más chicos), y esta tolerancia es dada por el largo de las fibras que componen la madera en cuestión, y la escases de nudos a lo largo de la misma (entre otras) una madera dura no es sinónimo de flexible necesariamente, dentro de las especies más utilizadas para el curvado se encuentran:
Nacionales:
Guatambú
Guayubirá (especialmente su albura)
Guindo
Lenga
Importadas:
Maple
Haya
Fresno
Roble rojo americano
Abedul
Roble blanco americano
Olmo
Abedul amarillo
Nota: muchas otras maderas se pueden curvar con el proceso adecuado, y dependiendo también de a qué tipo de curva se la quiera “llevar”.
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Técnicas para el curvado de la madera
Son muy variadas, y abarcan desde el uso de tecnologías de control numérico computarizado (CNC), hasta técnicas manuales con herramental muy elemental.
El proceso básicamente consiste en forzar a la pieza de madera a copiar la forma de un molde.
Moldes
Los moldes pueden ser “simples” un molde y un taco o respaldo, o “molde y contra molde” donde dos moldes encajan entre sí.
Los materiales para la realización de los moldes pueden variar desde madera maciza, MDF, metal y hasta cemento.
Piezas a curvar
Estas pueden ser de:
Madera maciza
Madera maciza tratada previamente con humedad y temperatura controlada.
Chapas de madera (de 0,6 mm a 0,7 mm de espesos aprox.)
Láminas de madera (de 1,5 mm a 1,6 mm de espesor aprox.)
En el caso de chapas y láminas una se pega a la otra mediante adhesivo (colas o resinas) y se las denomina multilaminado.
También se curvan piezas de madera terciada y paneles estructurales como MDF y multilaminado comercial.
Para conocer algunos de las variadas formas que existen de curvar madera veremos alguna de las aplicaciones más comunes en la industria para analizar técnicas, materiales y aplicaciones.
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Doblado de madera maciza de gran espesor
Michael Thonet
Silla N° 1
Michael Thonet
Thonet patentó un sistema de doblado en caliente de la madera, en 1841. El invento patentado, que le permitió mejorar su organización industrial, consistía en someter la madera a calor y la humedad producidos por el vapor de agua en un autoclave, junto con otros aditivos, con el fin de obtener una masa compacta, elástica y flexible que había de someter seguidamente a presión y al modelado en formas especiales. Una vez alcanzado el grado necesario de enfriamiento, se quitaban los moldes y la madera se presentaba lista en el tamaño forma diseñada previamente.
Autoclave, dentro de ellos
Se colocan las piezas
De madera, que son
Sometidas a calor
Y humedad
(en forma de vapor)
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Cuando sale del autoclave la madera (muy maleable) es moldeada de diferentes formas.
Moldeo manual, los
Operarios fuerzan las
Piezas de madera
Maciza a copiar la
Forma de los moldes
Metálicos (cabe destacar
Que la curva se produce
En diferentes direcciones)
Para evitar la rotura de
la madera, un “zuncho”
metálico la acompaña
para acercarla al molde
además las cabezas de las
piezas son prensadas
para mejorar la distribución
de la fuerza de prensado.
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Detalle de piezas de sección circular, prensadas a los sunchos metálicos a lo largo y en las cabezas, siendo forzadas manualmente a copiar la forma del molde.
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Para otra de las piezas que conforman una de las sillas Thonet, en la actualidad se utiliza maquinaria pesada para imprimir la fuerza de la madera alrededor del molde.
(Cabe mencionar que esta pieza tiene una sección más grande que la anterior, y además necesita ser curvada en un solo sentido).
Si bien en este proceso la fuerza la realiza la máquina
volvemos a ver un
fleje que acompaña a
madera al ser doblada,
y las testas o
cabezas de la pieza
siguen prensadas.
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La madera ha sido
tratada en el autoclave
bajo temperatura
y vapor de agua, por
lo tanto la fibra
es maleable mientras
siga con temperatura alta
y humeda.
El molde de acero se desmonta
de la máquina, pero
la pieza de madera
se deja prensada al mismo
hasta que se enfríe
y pierda la humedad
de manera gradual.
Para la confección de esta
otra pieza, se utiliza una sola
matriz o molde, y dos
respaldos que “obligan” a la
pieza de madera a copiar
la forma del molde, se
observa nuevamente el fleje
de chapa de acero y los topes
en las testas o cabezas
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Como resumen en este pantallazo por algunas piezas realizadas por la firma Thonet en la actualidad para sus objetos de mobiliario podemos destacar, el proceso de impregnación de la madera (cabe destacar que es Haya, de excelentes cualidades para el curvado) adhesivo, temperatura y humedad.
Así como el uso de diferentes sistemas de doblado, algunos íntegramente manuales, y otro mediante maquinara, con moldes de diferentes materiales como acero y MDF.
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Vigas laminadas para construcción
En la fabricación de vigas de madera para la construcción de viviendas, una de las tecnologías utiliza una prensa hidráulica controlada por computadora, cada zapata de la prensa toma la posición que ordena la computadora para generar la curva deseada.
La viga está
compuesta por
múltiples tablas
de madera
unidas entre si
mediante
adhesivo.
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La ventaja de esta tecnología consiste en la posibilidad de conformar vigas con distintas formas pero con una única prensa/matriz.
Doblado de madera maciza de bajo espesor
Guitarras acústicas
Uno de los casos
en los que se dobla
madera de bajo espesor
es en la fabricación de
guitarras, particularmente
en la parte de la “caja”
tradicionalmente se han usado
para este fin maderas como:
palo de rosa, caoba, arce,
maple, nogal y ciprés.
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La tabla de madera ya dimensionada mediante técnicas de carpintería, se somete a humedad (muchas veces sumergida en agua por un tiempo), luego se da la curvatura deseada apoyando la tabla mojada sobre un molde metálico curvo y calefaccionado.
En este caso
el artesano es quien
controla la curvatura
según la fuerza y la
posición que ejerce
sobre el molde de
curvado).
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Multilaminado
Pianos de cola
También en la construcción de instrumentos, pero en este caso el cuerpo de un piano de cola, se utilizan láminas de madera (madera maciza de pequeño espesor 1,5mm), a diferencia que en el proceso anterior, en este caso se utilizan múltiples capas de madera unidas mediante adhesivo, y luego prensadas contra un molde para controlar la forma de la curva deseada.
La firma Steinway & Sons patento esta técnica en el año 1878
Después de dimensionar las hojas de chapa de madera empieza el proceso de laminado, el primer paso es la colocación de adhesivo en las caras, la imagen muestra un rodillo que distribuye el pegamento sobre cada una de las chapas madera.
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Las Veinte láminas que conforman el “paquete” a ser prensado se colocan entre chapas metálicas, que evitarán que al ser curvadas las maderas se quiebren.
Un molde interior proporciona la forma de la curva final, las prensas trabajan sobre la cara exterior de la pieza a curvar forzándolas a copiar la forma del molde interior.
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En el caso de la fábrica Steinway & sons la pieza permanece 6 horas bajo presión en el molde, luego se retira para permanecer 6 meses en cámaras que mantienen una temperatura y humedad controladas antes de ser incluidas en la construcción de un nuevo piano.
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Tablas de Skate
Una diferencia radical entre los métodos anteriormente vistos de curvado de madera maciza de bajo espesor y el que veremos a continuación radica en el tipo de curvatura que posee la pieza final, mientras en el caso de pianos de cola y guitarras de caja, la madera se curva en un único sentido (superficie de simple curvatura) las tablas de Skate lo hacen en dos sentidos (superficie de doble curvatura) lo que le brinda al objeto una resistencia mecánica extremadamente superior, pero para lo cual los moldes deben ser distintos.
Las tablas se realizan a partir de lo que en el mercado se denomina “lamina” de madera que posee un espesor superior al de las chapas de madera (lámina 1,5 mm /chapa 0,6mm)
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La madera más utilizada es el Maple (debido a su excelente desempeño)
Rodillos encoladores depositan adhesivo en las dos caras de las láminas internas simultáneamente, las láminas de arriba y abajo solo reciben adhesivo en una de sus caras.
Las láminas se colocan con la dirección de las vetas intercaladas una longitudinal y una transversal a la pieza (por lo general son impares para que la veta de la primera y la última lamina queden con la misa orientación)
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Las chapas ya pintadas con adhesivo se colocan en un molde del tipo “molde y contra molde” donde las dos partes que conforman el molde imprimen la curva tura final de ambas caras del objeto final.
Si bien cada tabla está formada por 7 láminas de madera, en la imagen se muestra una línea de producción que prensa 35 láminas a la vez, 5 tablas salen de una sola prensada.
Los moldes están realizados en hierro fundido, aunque pueden ser de otros materiales como acero, aluminio y en algunos casos de bajas series madera o cemento.
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La presión de este molde ronda las 40 toneladas y las piezas permanecen prensadas durante 3 hs.
Los adhesivos utilizados en estos objetos están formulados especialmente para resistir esfuerzos y vibraciones a los que están sometidas las tablas.
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Doblado por debilitamiento por corte.
Maderas macizas, tableros como MDF y multilaminados, pueden ser curvados a partir del debilitamiento de su estructura, realizando incisiones o cortes en zonas específicas se pueden transformar el material rígido en uno “flexible”.
Pero es IMPORTANTE aclarar que las piezas curvadas mediante este método siempre precisan de otra pieza que aporte rigidez estructural, cosa que no pasa con los métodos anteriores que podríamos decir ofrecen en la mayoría de los casos una pieza auto portante.
En la confección por ejemplo de las guitarras de caja, es muy común ver esta técnica, una varilla de madera se corta en una de las caras para debilitar las fibras y poder ser curvada, se utiliza como refuerzo y soporte para las tapas que completan el cuerpo de la guitarra.
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En esta placa de multilaminado se realizan múltiples cortes mediante una sierra circular que debilitan la rigidez del tablero, así puede alcanzar un radio de curvatura muy cerrado.
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Con el mismo criterio pero mediante otro tipo de tecnología para realizar los cortes como por ejemplo el Láser, se pueden obtener resultados similares.
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Flexión de piezas a partir de su propia resistencia
Tal vez resulte obvio aclarar por último que los tableros estructurales tienen capacidad de flexión, y dependiendo del espesor de la placa y el radio de curvatura utilizado, se pueden obtener objetos curvos simplemente forzando el material en cuestión.
Lámpara a partir de lámina
De terciado curvado en frio
Sin molde.
Estas patas de Banco están
realizadas
Con 5 láminas de terciado de 3mm
Pegadas entre sí con ayuda de
Un molde.