Een van de werkstukken die gemaakt wordt in de vervolgopleiding meubelmaken, is een salontafel waarbij 2 verschillende buigtechnieken worden gebruikt: het buigen van hout door middel van stoom en het buigen van hout door meerdere dunne lagen hout met elkaar te verlijmen, te lamineren.
Twee cursisten van de vervolgopleiding wilden zich graag toeleggen op de techniek van het stoombuigen en hebben ervoor gekozen om alleen gebruik te maken van de stoombuigtechniek bij het maken van de salontafel.
Salontafel uitgevoerd in iepenhout en glas, door Theo Ruigrok en Peter Schoneveld
De techniek van stoombuigen
Stoombuigen is de techniek die wordt toegepast bij het buigen van massief hout. Het is arbeidsintensief, maar geeft als resultaat een uniek werkstuk, waarbij de tekening en structuur van het hout de vorm van het werkstuk volgt.
Het buigen van hout met behulp van stoom bestaat uit 3 fasen.
Stomen
Bij het buigen van hout met behulp van stoom wordt gebruik gemaakt van luchtgedroogd hout, hout met een vochtgehalte van 14 à 18%. Het optimale vochtgehalte voor een goede plasticiteit bedraagt 25 à 30 %, het vezelverzadigingspunt. Dit vochtgehalte wordt verkregen door de stukken te stomen in een afgesloten kist, de stoomkist. Onder invloed van de warmte dringt het vocht diep door tot in de kern van het hout.
Hout wordt enigszins plastisch als het wordt verhit. Lignine, dat zich in de celwand van hout bevindt en de houtcellen bijeen houdt, wordt zacht als het warm wordt en hard als het koud wordt. De ideale temperatuur om hout te buigen is de temperatuur van 100 graden Celsius. Door gebruik te maken van stoom komt de warmte tot in de kern van het hout.
Buigen
Als het hout de juiste temperatuur heeft, wordt het met kracht om een mal heen gebogen, de zogenaamde buigmal. Om te voorkomen dat de vezels uit elkaar worden getrokken en het hout breekt tijdens het buigen wordt gebruik gemaakt van een stalen compressieband. Door het gebruik van een compressieband kunnen de vezels alleen nog worden ingedrukt en kan het hout, tijdens het buigen, niet meer breken.
Stabiliseren
Nadat het hout voldoende is afgekoeld wordt het vanaf de buigmal overgebracht naar de droogmal, om in de juiste vorm te kunnen drogen. Het gebogen hout heeft namelijk de neiging om terug te keren naar de oorspronkelijke vorm. De grootste stabiliteit wordt verkregen als het hout wordt terug gedroogd tot een vochtgehalte van 10 à 12%, dus een vochtgehalte lager dan de aanvangsvochtigheid van 14 à 18%.
Stoomkist waarbij de stoom geproduceerd wordt door een behangafstomer
Ervaringen opgedaan met stoombuigen
Onderstaand de ervaringen opgedaan door Theo Ruigrok en Peter Schoneveld met het 2 keer in een haakse hoek buigen van het hout dat gebruikt is voor de vervaardiging van de romp en de poten van het salontafeltje.
De kwaliteit van het gebruikte hout
Voor de romp is gebruik gemaakt van latten van 60 x 20 mm en voor de poten van latten van 40 x 20 mm. Er is veel zorg besteed aan het selecteren van het hout, waarbij het van belang is dat de jaarringen zoveel mogelijk haaks op de breedte van de plank staan - kwartiers gezaagd hout - en dat er geen onregelmatigheden in het hout voorkomen. Tijdens het buigen kan het hout op deze onregelmatigheden gaan splijten en het is moeilijk te voorspellen of dit wel of niet het geval zal zijn...
Om de stoomkist op te warmen wordt deze ruim een uur van tevoren aangezet, waarbij de temperatuur oploopt tot 100 á 101 graden Celcius. De temperatuur wordt gecontroleerd met een oventhermometer die zowel voor als achter in de kist gebruikt kan worden. Bij het wisselen van het hout in en uit de kist daalt in de temperatuur tot circa 85 graden en is binnen 5 minuten weer terug op 100 graden.
Proefstukken
Per houtsoort worden meerdere proefstukken gestoomd, waarbij met de verblijfsduur in de kist kan worden gevarieerd. Een goed begin is naar onze ervaring een periode van 3 uur voor iepenhout van 2 cm dikte, 2,5 uur voor kersenhout en 3,5 uur voor essenhout. Als na het buigen de verschillende delen, door middel van houtverbreding, worden verbreedt wordt het hout na het drogen op de vlakbank haaks gestreken. Het zal duidelijk zijn dat de behandeling van de proefstukken overeen moet komen met wat je met de "echte" serie wilt gaan doen.
Omdat gebogen hout terugveert na drogen is het belangrijk om met de proefstukken uit te vinden wat de "extra" doorbuiging voor de buig- en droogmal moet zijn. Wij hebben goeie ervaringen met een extra hoek van 3,5 graden wanneer het eindresultaat in een hoek van 90 graden moet komen.
Buigen van hout rond de buigmal
Verder is het belangrijk dat het hout in de droogmal in de zelfde hoek wordt gedroogd als de hoek waarin het gebogen is. Daarbij lijkt de hoek in de droogmal het meest bepalend voor het eindresultaat.
Compressieband
Het hout in de buigmal moet aan de uiteinden klem zitten in de compressieband wanneer het gebogen wordt. Dat vereist dat het hout in de lengte zuiver op maat moet zijn. Er kan eventueel gewerkt worden met pashoutjes. Wanneer het hout niet klem zit, komen er bijna altijd scheuren tussen de jaarringen, waardoor het resultaat onbruikbaar is. Daarnaast treden er problemen op op plaatsten waar het hout niet wordt omklemd door de stalen band. In dat geval ontstaat er een uitstekende richel op het hout. Het hout moet dus altijd iets smaller zijn dan de gebruikte stalen band. Verder hebben we het idee dat het gebruik van latjes op de mal onder het gebogen hout een positief effect heeft op het buigen. Eventueel aanwezig vuil kan makkelijker weg, zoals ook de warmte en het vocht.
De tijd waarin het hout in de buigmal blijft lijkt niet erg kritisch te zijn. Wij hebben goede ervaringen opgedaan met een periode van circa 3 kwartier tot een uur.
Het hout moet wel voldoende lang in de droogmal blijven, waarbij 5 dagen een minimum lijkt te zijn. Wanneer het hout uit de droogmal komt moet er zeker een dag gewacht worden om het hout verder te bewerken. In onze ervaring kan het hout nog zeker een graad terugveren.
Stabiel drogen van het gebogen hout in de droogmal
Theo Ruigrok en Peter Schoneveld - januari 2016