Il legno è stato utilizzato dall'uomo per millenni per molti scopi, dalla costruzione di case alla realizzazione di mobili e manufatti. Una proprietà che ha attirato l'interesse di ingegneri, designer e artisti è la sua capacità di essere modellato in forme che ad alcuni sembrano impossibili, o in immagini create dall'intelligenza artificiale. Questa capacità, nota come plasticità, è fondamentale per la creazione di elementi in legno curvato.
Le Origini della Curvatura del Legno
Le testimonianze della curvatura del legno risalgono a molto tempo fa: gli antichi Egizi, i nativi americani e i Vichinghi si sono "contesi" il primato nella realizzazione di vari oggetti in legno curvato. Alcuni sostengono che gli Egizi siano stati i primi a utilizzare elementi curvi per realizzare carri da battaglia e imbarcazioni. Altri sostengono che i nativi americani usassero il legno curvato per costruire racchette da neve o per trasportare pesi. Si ritiene che i Vichinghi siano stati i primi a piegare il legno per realizzare le loro famose navi, che si pensa abbiano scoperto l'America molto prima di Colombo. Il più antico metodo per piegare il legno era il trattamento ripetuto con acqua bollita. In passato le navi venivano costruite così. Se gli elementi utilizzati erano più piccoli, venivano fatti bollire direttamente in acqua fino a quando non erano facili da piegare.
Michael Thonet: Il Pioniere del Legno Curvato
Fu Michael Thonet a rivoluzionare il processo di curvatura del legno. Nel 1836 brevettò il metodo con cui gli elementi in legno massiccio vengono tenuti in speciali contenitori a vapore per 5 ore, quindi modellati in stampi in tempi brevissimi e lasciati raffreddare. Nel 1860 perfezionò la curvatura dal faggio massello utilizzando il vapore. Le parti tornite venivano riposte in grandi stanze ricolme di vapore acqueo e curvate mettendo il legno in apposite forme di ghisa, e successivamente passate in essiccatoi per fermarne definitivamente la forma. In questo modo vennero realizzate le prime sedie con elementi rotondi curvi in legno massiccio. Thonet fu anche il primo a introdurre il concetto di assemblaggio dei mobili in modo smontabile, riducendo così i costi di trasporto. Di conseguenza, il prezzo dei mobili diminuì e divenne più accessibile. Fu poi suo figlio a portare in scala industriale l’invenzione del padre aprendo diverse fabbriche. In effetti, il mobile più venduto di tutti i tempi è una sedia Thonet. La sua tecnica di curvatura prende spunto dalla locale industria di produzione sci e aeronautica.
La Scienza Dietro la Curvatura: Plasticità ed Elasticità
Siamo tentati di pensare che l'elasticità sia la proprietà che rende il legno massiccio pieghevole. Solo il legno elastico può assumere quelle forme rotonde senza creparsi o spaccarsi. Ma elasticità è la capacità del legno di ritornare alla sua forma originale dopo che la forza che agisce su di esso cessa. La proprietà che permette al legno di rimanere curvo è la plasticità, che si riferisce alla sua capacità di subire una deformazione permanente senza rompersi o perdere forza. Plasticità è la proprietà dei materiali di mantenere la loro forma e le loro dimensioni dopo che l'azione delle forze esterne è cessata. È quindi l'inverso dell'elasticità.
Normalmente, la plasticità naturale del legno è ridotta e diminuisce con l'aumentare dell'età dell'albero. Ma con trattamenti speciali, il legno può diventare molto più plastico. Poiché il legno non è un materiale uniforme, la plasticità non è e non varia allo stesso modo. La curvatura del legno massiccio è in realtà una combinazione di elasticità e plasticità. Non sembra molto possibile, dato che la plasticità è l'inverso dell'elasticità. In questo caso, tuttavia, le proprietà non si annullano ma si completano a vicenda. L'elasticità è ciò che permette di deformare il legno nel modo più audace possibile senza ripercussioni sull'integrità e sulla resistenza dell'elemento, mentre la plasticità fa sì che il legno mantenga la sua nuova forma. Tuttavia, non si tratta di un fenomeno naturale, ma di un intero processo tecnologico.
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PROPRIETA' MECCANICHE 2
Tecniche Avanzate per la Curvatura del Legno Massello
Curvatura a Vapore
Vapore è il metodo di curvatura del legno più conosciuto e diffuso. Consiste nel riscaldare il legno con il vapore in modo che diventi facile da modellare. Il processo si svolge in un locale appositamente costruito per mantenere il legno in un ambiente ad alta temperatura, vapore e umidità. A partire da 99°C, infatti, la lignina (componente della cellula del legno insieme alla cellulosa e alle emicellulose e responsabile della rigidità del legno) perde la sua rigidità e permette al legno di piegarsi senza incontrare una resistenza significativa. Il legno rimane in questo involucro per un certo tempo, a seconda dello spessore del pezzo e della specie. Secondo alcune fonti, è necessaria un'ora per ogni 25 mm di spessore. Dopo l'estrazione dalla camera a vapore, il pezzo di legno deve essere immediatamente collocato in uno stampo e bloccato. Il metodo può essere utilizzato per progetti industriali, piccoli o fai da te. La differenza la fanno il tipo di involucro, gli stampi utilizzati e la facilità di lavorazione.
| Spessore del legno | Tempo di vaporizzazione |
|---|---|
| 25 mm | 1 ora |
| 50 mm | 2 ore |
| 75 mm | 3 ore |
| Ogni 25 mm aggiuntivi | +1 ora |
Pressatura a Caldo e Curvatura a Corrente ad Alta Frequenza (CIF)
Pressatura a caldo è un altro metodo di piegatura che prevede il riscaldamento del legno ad alte temperature e la formatura sotto pressione. Durante il processo di stampaggio, il legno è esposto al calore e alla pressione, che gli permettono di cambiare forma in una matrice o in una forma specifica. Curvatura di corrente ad alta frequenza (CIF) è anche la pressatura a caldo, in cui la temperatura viene aumentata esponendo il legno a un campo elettromagnetico ad alta frequenza che riscalda il legno in modo rapido e uniforme. La pressatura a caldo in CIF ha il vantaggio di un tempo di piegatura molto breve (fino a 2 minuti) e di una trasmissione uniforme del calore all'interno del pezzo.
Altri Metodi di Curvatura
Il legno può essere piegato anche con metodi che prevedono vari interventi. Un metodo è ottenere travi lamellari (legno lamellare) sovrapponendo e incollando parallelamente diversi strati di legno. Un altro consiste nel tagliare parzialmente il legno, rimuovendo parti di esso e incollando poi i segmenti rimanenti in modo che la faccia dell'oggetto modellato abbia una venatura continua.
Curvatura del Bendywood®
Nel caso di prodotti specializzati come il Bendywood®, per curvare a raggi stretti è importante aumentare l’umidità del Bendywood®. Raggi di curvatura fino ad un raggio di 1 : 30 si possono ottenere anche con legno asciutto. Nel caso in cui si debba aumentarne l’umidità, posare il Bendywood® tra due cartoni bagnati. Posare alcuni listelli sia sopra che sotto il pezzo, per evitare che vi sia il contatto diretto tra il Bendywood® e i cartoni bagnati; infine coprire il tutto con un telo di plastica e lasciar riposare per 1 - 2 giorni e notti. In tal modo l’umidità del pezzo sarà aumentata a circa il 12%, l’ideale per curvare. Una infiltrazione d’acqua fa gonfiare il legno e può far aprire i punti giuntati con colla.
Di seguito alcuni esempi di raggi di curvatura possibili:
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- Fino a un raggio di 1 : 10, quando il pezzo non è giuntato in lunghezza.
- Fino a un raggio di 1 : 20, nel caso di pezzi giuntati in lunghezza.
Tecniche di Curvatura Fai-da-te
La lavorazione del legno può essere un’esperienza creativa e gratificante, ma a volte è necessario curvare il legno per realizzare i progetti desiderati. Siete pronti a scoprire come modellare il legno in modo efficace e creativo?
Curvatura con Pistola Termica: Modellare il Legno con il Calore
La curvatura con pistola termica è una tecnica efficace per curvare il legno utilizzando il calore. Ecco come procedere:
Cosa vi serve:
- Pistola termica
- Legno da curvare
- Guanti resistenti al calore
Passi da seguire:
- Indossate i guanti resistenti al calore per proteggere le mani.
- Posizionate la pistola termica a una distanza sicura dal legno e iniziate a riscaldare la zona che desiderate curvare. Mantenete la pistola in movimento per evitare surriscaldamenti o bruciature.
- Una volta che il legno diventa flessibile, piegatelo delicatamente nella forma desiderata.
- Tenete la forma curva fino a quando il legno si raffredda e mantiene la nuova forma.
Curvatura ad Acqua: Sfruttare l’Umidità per Modellare il Legno
La curvatura ad acqua è una tecnica tradizionale e naturale per curvare il legno. Ecco come procedere:
Cosa vi serve:
- Legno da curvare
- Vasca o secchio d’acqua
- Morsetti
- Stampi per la forma desiderata
Passi da seguire:
- Immergete il legno nell’acqua per almeno 24-48 ore, a seconda del suo spessore. L’acqua ammorbidirà le fibre del legno.
- Dopo l’immersione, estraete il legno e modellatelo delicatamente nella forma desiderata utilizzando gli stampi e i morsetti per mantenerlo in posizione.
- Lasciate il legno a essiccare nella forma curvata per il tempo necessario affinché si consolidi.
Curvatura ad Ammoniaca: Una Soluzione Chimica per la Curvatura
La curvatura ad ammoniaca è una tecnica che sfrutta le proprietà chimiche di questo composto per ammorbidire il legno. Ecco come procedere:
Cosa vi serve:
- Ammoniaca
- Legno da curvare
- Contenitore ermetico
Passi da seguire:
- Collocate il legno all’interno di un contenitore ermetico abbastanza grande da ospitarlo.
- Versate ammoniaca sufficiente per coprire completamente il legno.
- Chiudete ermeticamente il contenitore e lasciate il legno nell’ammoniaca per alcuni giorni o settimane, a seconda della dimensione del legno.
- Dopo l’ammollo, modellate il legno nella forma desiderata e lasciatelo asciugare completamente.
Queste sono solo tre tecniche principali per curvare il legno. Ognuna di esse ha le sue applicazioni specifiche, quindi scegliete quella che meglio si adatta al vostro progetto fai da te. Ricordate sempre di lavorare in modo sicuro e prendere le precauzioni necessarie quando utilizzate strumenti o sostanze chimiche. Con un po’ di pratica e dedizione, sarete in grado di curvare il legno con successo e realizzare progetti unici e affascinanti. Buon lavoro!
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Specie Legnose Adatte alla Curvatura
Non tutte le specie legnose hanno la stessa capacità di deformazione plastica. Alcune specie sono note per la loro superiore flessibilità e plasticità.
- Faggio: È forse la specie più nota per la sua capacità di piegarsi. Thonet ha praticato il suo metodo di piegatura su questo tipo di legno. In passato, le sedie in legno curvato prodotte in Romania nella fabbrica di Comănești o in quella vicino ad Arad erano realizzate in faggio.
- Quercia: Un'altra specie che si piega bene ed è dura all'esterno. Rispetto al faggio può essere un po' più difficile da piegare, con un un tasso di spaccatura più elevato.
- Frassino: È noto per la sua flessibilità e facilità di piegatura. Per questo motivo viene utilizzato per realizzare strumenti musicali e articoli sportivi (ad esempio, le racchette da tennis).
- Teak: Le fonti dicono che il teak si piega facilmente e in passato veniva usato per costruire navi.
Progetto di Design: L'Uso del Legno Curvato in un Museo Parigino
Parliamo di know how… In un interessante progetto messo a punto dal nostro team in un Museo di Parigi, la curvatura del legno è stata fondamentale. Il progetto contrapponeva una grande superficie bianca, morbida, continua in Corian® e la seduta segmentata in parti verticali in legno massello. Infatti, come è possibile vedere dal render 3D, il design prevedeva un pattern verticale che fosse visibile e che l’elemento di legno fosse continuo verticalmente. La nostra proposta iniziale di realizzare un elemento orizzontale “impiallacciato” e termo-lavorato che riproducesse il pattern, non è stato accettato. Per l’Ateliers Jean Nouvel l’uso del massello è sempre stata una conditio sine qua non.
Per seguire le geometrie di progetto, abbiamo usato la “solita” tecnica di affettamento del legno per il nucleo strutturale scomponendo le forme in layer sovrapposti, e abbiamo usato l’antica tecnica di vaporizzazione del legno per le doghe della seduta. Per quanto le indicazioni possano sembrare semplici, per realizzarle al meglio il nostro team ha dovuto trovare una soluzione ingegnosa. Ogni listello lavorato a vapore e curvato è stato successivamente innestato nei blocchi strutturali di legno pre-assemblati. LA TECNICA PER REALIZZARE LA SOTTOSTRUTTURA è la stessa utilizzata per il bancone di Zaha Hadid al MAXXI, con cui abbiamo ottenuto la scocca da rivestire. Il legno, come diciamo sempre, non è plastilina ed è un materiale difficilmente malleabile. Può essere, infatti, curvato solo grazie a specifici macchinari e anche attraverso l’utilizzo del vapore. Una volta dilatato l’elemento di legno, è sufficiente, per così dire, “forzare” l’elemento di legno e condurlo alla forma desiderata.
Vantaggi della Curvatura a Vapore sul Legno Ritagliato
Quali sono i vantaggi di una composizione in legno “curvato” con vaporizzazione rispetto a una composizione realizzata con sovrapposizione di doghe in legno “ritagliato”? Il principale vantaggio è la riduzione dello sfrido. COS’È LO SFRIDO? è il “calo quantitativo (e talora consumo, logorio) che prodotti, materiali, merci, ecc. subiscono durante la lavorazione, la manipolazione, il trasporto o il loro logico deperimento”. L'uso del legno curvato dal massello minimizza gli scarti di materiale rispetto alle tecniche che prevedono il taglio e l'incollaggio di numerosi segmenti.
Il trasporto della seduta è stato effettuato suddividendola in tre parti distinte. Una volta recapitate presso il Musée du Quai Branly di Parigi sono state assemblate, o meglio: “giuntate”. L’installazione è avvenuta, infine, di notte.
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