Van tijd tot tijd hebben we voor ons werk een gebogen stuk hout nodig. We kunnen een groot stuk hout en een lintzaag gebruiken om dit gebogen stuk te zagen (vaak verspillend en moeilijk om te doen) of we kunnen het hout in de gewenste vorm buigen. Buigen is gemakkelijk, als men eenmaal een paar basisprocedures en technische vereisten kent. Als het goed gedaan wordt, zou er minder dan 10 procent buigfouten moeten zijn (meestal scheuren en splijten).
Hete en natte
Om hout te buigen zonder te breken, is het van cruciaal belang dat het hout tamelijk elastisch is. We kunnen de elasticiteit van hout vergroten door het heet (180 tot 212 graden F) en nat (22 tot 25 procent vochtgehalte) te maken. Eigenlijk is het belangrijk dat het hout niet gedroogd wordt tot een laag vochtgehalte en dan weer vocht wordt toegevoegd als we klaar zijn om het te buigen; eenmaal gedroogd wordt hout broos en deze broosheid is moeilijk te elimineren.
Eenmaal gebogen, als we de druk wegnemen die het hout buigt, zal het recht worden. Dus, eenmaal gebogen, moeten we het hout drogen en afkoelen terwijl het nog gebogen wordt gehouden. Op die manier zal het voor altijd in zijn gebogen vorm blijven.
Om de gewenste condities in het hout te bereiken, is het gebruikelijk om het hout voor te verwarmen in een kamer die vol stoom staat. Een veel geciteerde regel is dat het hout een half uur tot een uur in de stoomkamer is voor elke centimeter dikte. Mijn ervaring zegt dat een uur in de meeste gevallen iets te lang is.
Compressie en spanning
Zelfs als het hout nat, heet en zeer buigzaam is, worden bij het buigen in een bocht de buitenste straalvezels uitgerekt; dat wil zeggen, ze staan onder spanning. De binnenste straalvezels worden samengedrukt. Hoe sterker de bocht, hoe groter de krachten die worden ontwikkeld. Als de trek- of drukkrachten zo sterk toenemen dat ze de sterkte van het hout overschrijden, krijgen we een breuk. Het spanningsverlies zal een scheur of barst zijn, wat waarschijnlijk betekent dat het stuk is afgekeurd. De samendrukking is meestal een rimpel en dat ziet er niet echt lelijk uit.
Om te voorkomen dat de trekkrachten te groot worden, is het gebruikelijk om op de uiteinden te duwen van het stuk dat gebogen wordt. Dit duwen, of compressiekracht, zal de trekkrachten compenseren. Dientengevolge, zal het volledige stuk dat wordt gebogen in compressie zijn, vermijdend de fatale spanningsmislukkingen. Voor lichte of zachte bochten, waar de straal van de bocht minstens 20 keer groter is dan de dikte van het gebogen stuk, kan de einddruk vaak worden geëlimineerd omdat het hout sterk genoeg is om de lichte hoeveelheid spanning in deze zachte bocht te weerstaan.
Bending jig
Een verscheidenheid van apparaten en technieken zijn gebruikt om deze drukkracht te ontwikkelen, maar de meest voorkomende is een metalen band op de buitenste straal die metalen blokken aan elk uiteinde heeft. Deze band past behaaglijk (en dit is de belangrijkste vereiste) op het stuk hout alvorens het wordt gebogen. Naarmate het hout wordt gebogen, wordt de band, die zich op de buitenstraal bevindt, automatisch strakker en strakker, waardoor voldoende druk wordt ontwikkeld om te voorkomen dat het hout op de buitenstraal onder spanning komt te staan. Eenvoudig, maar het werkt geweldig.
Incidenteel, met het hele stuk in compressie als gevolg van de metalen band, is het mogelijk om een paar compressie storingen te ontwikkelen. Maar warm en nat hout beperkt de kans op dergelijke defecten, zodat ze niet al te vaak voorkomen.
Soms laat men de buigmal zitten tijdens het nadrogen. Andere keren wordt een tweede mal op het gebogen hout gezet om te voorkomen dat het stuk weer recht terugveert, waarna de eerste buigmal wordt verwijderd.
Houtfactoren
We kunnen het buigen helpen door aandacht te besteden aan verschillende houtfactoren. Ten eerste moet de nerf van het hout evenwijdig lopen met de zijkanten van het stuk dat gebogen wordt en niet onder een hoek. Zelfs een kleine nerfhoek van 20 graden kan de basissterkte van het hout halveren. Vroeger werd een boomstam eerst gespleten voor het zagen van buigmateriaal. De splitsing volgde de nerf, en dan zaagde de zager parallel met de splitsing. Het is jammer dat deze procedure tegenwoordig zelden wordt gedaan door commerciële houtzagers.
Als de nerfhoek aanzienlijk varieert rond een knoop, vermijd knopen en het omringende hout.
Vermijd stukken die het merg (het exacte midden van de boom) hebben, omdat dit hout echt zwak is.
Daarnaast moeten, indien mogelijk, de jaarringen van het hout zo georiënteerd zijn dat ze van binnen naar buiten lopen (kwartiers gezaagd) en niet zo dat de ringen van rand naar rand lopen (of plat gezaagd).
Houtsoorten met een zeer hoge dichtheid, waaronder veel geïmporteerde houtsoorten, buigen niet goed.
Mijd hout dat minder dicht is dan normaal voor de gegeven soort. Dergelijk hout met een lage dichtheid, vaak onbewerkt hout genoemd, is onderhevig aan breuk.
Mijd vermolmd hout, aangezien dit ook zwakker is dan normaal.
Zoals gezegd, vermijd vochtarm, ovengedroogd hout. Gebruik liever luchtgedroogd hout dat niet minder dan 20 procent MC bevat en bij voorkeur een paar procent vochtiger is.
Vermijd het buigen van stukken met veel oppervlakteruwheid. Een geschaafd oppervlak is sterker dan een ruw gezaagd oppervlak.
Buig het hout langzaam en neem een minuut of zo voor een sterke buiging. Hierdoor kan het hout de spanningen beter opvangen zonder te breken.
Gebruik ten slotte geen buigstaven die dikker zijn dan nodig, want dikker hout is moeilijker te buigen dan dunner hout.
Kies een houtsoort die bekend staat om het gemakkelijk buigen. Enkele van de betere soorten zijn hackberry, witte eik, rode eik, magnolia, pecan/hickory, zwarte walnoot en beuk.
Drogen
Eenmaal gebogen, wordt het hout gedroogd, meestal in een warme kamer (100 graden F is gebruikelijk, hoewel temperaturen tot 140 graden F worden gebruikt) in plaats van in een droogoven voor timmerhout. Het drogen kan vrij snel gaan, maar als het te snel gaat, kunnen er scheuren ontstaan. Niet te snel drogen, want dan is de bewerking slecht. Niet te weinig drogen, want dan kan het eindproduct gaan bewegen. Over het algemeen wordt gestreefd naar een droging van 7 procent MC.
Vanwege krimp komt het vaak voor dat de metalen buigmallen los zitten en gemakkelijk verwijderd kunnen worden.
Bij het buigen van eikenhout en bij gebruik van ijzeren buigmallen is de kans groot dat er een ijzertannaatvlek ontstaat die diep in het hout kan doordringen. Schakel over op niet-ijzeren riemen en blokken; ook de steamer moet wellicht niet-ijzeren zijn.
