Обработка дерева на станках

Строение древесины

Древесина - естественный полимер, состоящий из клеток-волокон, имеющих трубчатую форму и направленных вдоль ствола. Благодаря этому древесина обладает целым рядом достоинств: высокой прочностью, упругостью, малой плотностью, а следовательно, и малым весом, низкой теплопроводностью, тонкостью к воздействию химически агрессивных сред, природной декоративностью, простотой обработки и монтажа.

Основной частью дерева является ствол, дающий 60 - 90% деловой древесины. Тонкую часть ствола называют вершиной, толстую - комлем. Древесину ствола используют в виде бревен или распиливают на бруски и доски.

Строение древесины можно увидеть на ее поперечном разрезе, на котором отчетливо видны сердцевина, кора и годичные слои. Для более полного представления о строении древесины нужно рассматривать три главных разреза ствола - поперечный, радиальный и тангенциальный (рис. 1,2). На поперечном разрезе годичные слои имеют вид концентрических окружностей, на радиальном - продольных полос, на тангенциальном - извилистых конусообразных линий. Помимо этого, на поперечном разрезе можно увидеть светлые, направленные от сердцевины к коре линии, сердцевинные лучи. У одних пород древесины (дуб, бук) эти линии ярко выражены, у других (сосна, липа и др.) - чуть заметны. Породы древесины, у которых сердцевинные лучи ярко выражены, считаются более ценными в декоративном отношении.

Рис. 1. Строение древесины:
1 - сердцевина;2 - сердцевинные лучи; 3 - ядро; 4 - камбий; 5 - лубяной слой; 6 - кора; 7 - годичные кольца; 8 - заболонь

Рис. 2. Основные разрезы ствола:
1 - поперечный (торцевой); 2 - радиальный; 3 - тангенцнальный

Темноокрашенная часть ствола называется ядром, а светлая периферическая - заболонью. Молодые деревья всех пород не имеют ядра и состоят из заболони. Лишь с течением времени образуется ядро за счет перехода заболонной древесины в ядровую. Ядро образуется за счет отмирания живых клеток, закупорки водоотводящих путей, отложения дубильных веществ, смол, углекислого кальция. В результате этого меняется цвет древесины, ее масса и показатели механических свойств. Переход от заболони к ядру может быть резким или плавным. В том случае, когда центральная часть ствола отличается меньшим содержанием влаги, древесину называют спелой, а породы - спелодревесными. Породы, имеющие ядро, называют ядровыми. Остальные породы, у которых нет различия между центральной и периферической частью ствола ни по цвету, ни по содержанию влаги, называют заболонными (безъядровыми). У некоторых безъядровых пород (береза, бук, осина) наблюдается потемнение центральной части ствола, которое называют пожнымядром. По качеству ядровая часть древесины намного превосходит заболонную, что оказывает влияние на область ее применения. К примеру, ядровая часть дуба отличается высокими механическими и эстетическими качествами при изготовлении любых столярных изделий, в том числе и деревянных лестниц. В то же время заболонь дуба для этих целей практически не применяется.

Сердцевинные лучи и годичные слои образуют текстуру древесины, представляющую собой характерный для той или иной породы рисунок. Ширина годичных слоев зависит от породы, условий роста, положения в стволе. У одних пород (быстрорастущих) годичные слои широкие (тополь, ива), у других - узкие (самшит, тис).

У одной и той же породы ширина годичных слоев может быть различной. При неблагоприятных условиях роста (засуха, морозы, недостаток питательных веществ, заболочение почвы) образуются узкие годичные слои. Иногда на двух противоположных сторонах ствола годичные слои имеют неодинаковую ширину, вследствие чего сердцевина смещена в сторону и ствол имеет эксцентричное строение.

Большое влияние на текстурный рисунок оказывает красящий пигмент, а также разница в цвете ранней и поздней древесины. Это особенно видно на тангенциальном разрезе. От разницы в ширине годичных колец, которая особенно ярко проявляется у тополя, каштана, белой акации, в большой степени зависит выразительность текстуры. Разница в ширине годичных колец сочетается с их своеобразным волнистым строением: Эти особенности текстуры древесины определяют ее эстетическую ценность и учитывают при изготовлении изделий с прозрачной отделкой.

Древесина наших лесных пород окрашена обычно в светлый тон. При этом у отдельных пород вся масса древесины окрашена в один цвет, а у других нейтральная часть имеет более темную окраску.

Так, древесина лесных пород (граб, береза, ольха) обычно имеет светлые тона. Но у некоторых пород тон меняется по глубине толщины ствола. К примеру, у дуба, сосны или лиственницы центральная часть ствола темная и светлеет по мере приближения к коре.