Особенности художественной и декоративной обработки древесины


Д. В. ЗАКАМОВ, Е. А. МОРОЗОВА, В. С. МУРАТОВ






                ОСОБЕННОСТИ ХУДОЖЕСТВЕННОЙ И ДЕКОРАТИВНОЙ ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ




Учебное пособие



















Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2022

УДК 745.5
ББК 85.125
     3-18

                       Печатается по решению ученого совета СамГТУ (протокол № 8 от 28.03.2019 г.)




Рецензенты:
кандидат технических наук, доцент кафедры МПМН СамГТУ Луц Альфия Расимовна; кандидат технических наук, доцент кафедры ЛиВТ СамГТУ Жаткин Сергей Сергеевич





    Закамов, Д. В.
3-18 Особенности художественной и декоративной обработки древесины : учебное пособие / Д. В. Закамов, Е. А. Морозова, В. С. Муратов. -Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2022. -196 с. : ил., табл.
           ISBN 978-5-9729-1092-2

    Дана характеристика древесины как материала для художественного промысла. Рассмотрены основные способы художественной обработки древесины: мозаика, пирография, точение, роспись и резьба по дереву.
    Для студентов, обучающихся по направлению 29.03.04 «Технология художественной обработки материалов».

УДК 745.5
ББК 85.125















ISBN 978-5-9729-1092-2

     © Закамов Д. В., Морозова Е. А., Муратов В. С., 2022
     © Издательство «Инфра-Инженерия», 2022
                            © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2022

СОДЕРЖАНИЕ


ВВЕДЕНИЕ..................................................6
1 ХАРАКТЕРИСТИКА ДРЕВЕСИНЫ КАК МАТЕРИАЛА
ДЛЯ ХУДОЖЕСТВЕННОЙ И ДЕКОРАТИВНОЙ ОБРАБОТКИ...............8
1.1 Строение древесины...................................8
     1.1.1 Древесные породы и части растущего дерева.....8
     1.1.2 Главные разрезы ствола.......................12
     1.1.3 Макроскопическое строение древесины..........15
     1.1.4 Выбор древесной породы на основе макроскопических свойств............................................24
         1.1.4.1 Основные лиственные породы.............24
         1.1.4.2 Основные хвойные породы................29
         1.1.4.3 Породы ограниченного применения........31
         1.1.4.4 Экзотические породы....................32
     1.1.5 Микроскопическое строение древесины, сердцевины и коры.............................................34
Контрольные вопросы.....................................37
1.2 Пороки древесины....................................38
     1.2.1 Сучки........................................39
     1.2.2 Трещины......................................42
     1.2.3 Пороки формы ствола..........................43
     1.2.4 Пороки строения древесины....................46
     1.2.5 Химические окраски...........................56
     1.2.6 Грибные поражения............................57
     1.2.7 Биологические повреждения....................62
     1.2.8 Инородные включения, механические повреждения и пороки обработки.................................64
     1.2.9 Покоробленность..............................74
Контрольные вопросы.....................................76
1.3 Физические свойства древесины.......................76
     1.3.1 Внешний вид..................................76
     1.3.2 Влажность древесины и свойства, связанные с ее изменением.........................................80

3

     1.3.3 Плотность древесины............................85
     1.3.4 Тепловые свойствадревесины.....................86
     1.3.5 Электрические свойствадревесины................88
     1.3.6 Акустические свойства древесины................88
Контрольные вопросы.......................................89
1.4 Механические свойства древесины.......................90
     1.4.1 Прочность древесины............................90
         1.4.1.1 Прочность при сжатии.....................91
         1.4.1.2 Прочность при растяжении.................94
         1.4.1.3 Прочность при статическом изгибе.........96
         1.4.1.4 Прочность при сдвиге.....................96
     1.4.2 Деформативность древесины......................99
Контрольные вопросы.......................................99
1.5 Эксплуатационные и технологические свойства...........99
     1.5.1 Твердость древесины...........................100
     1.5.2 Ударная вязкость..............................102
     1.5.3 Износостойкость...............................103
     1.5.4 Способность удерживать металлические крепления.104
     1.5.5 Способность раскалываться.....................105
Контрольные вопросы......................................106

2  ХУДОЖЕСТВЕННАЯ ОБРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ....................108
2.1 Развитие художественного промысла обработки древесины в России.................................................108
2.2 Мозаика..............................................112
     2.2.1 Инкрустация...................................113
     2.2.2 Интарсия......................................116
     2.2.3 Маркетри......................................117
     2.2.4 Блочная мозаика...............................118
2.3 Пирография...........................................120
2.4 Точение..............................................123
2.5 Роспись по дереву....................................128
     2.5.1 Хохломская роспись............................131
     2.5.2 Городецкая роспись............................134
     2.5.3 Пермогорская роспись..........................140
2.6 Тиснение.............................................143

4

2.1 Резьба по дереву..................................145
Контрольные вопросы...................................146

3  ХУДОЖЕСТВЕННАЯ РЕЗЬБА ПО ДЕРЕВУ....................147
3.1 Виды резьбы по дереву.............................150
    3.1.1 Плосковыемчатаярезьба.......................151
    3.1.2 Плоскорельефная резьба......................154
    3.1.3 Рельефнаярезьба.............................156
    3.1.4 Прорезная (ажурная) резьба..................158
    3.1.5 Скульптурная (объемная) резьба..............161
    3.1.6 Домовая (корабельная) резьба................164
    3.1.7 Лазернаярезьба..............................168
3.2 История происхождения резьбы по дереву............169
Контрольные вопросы...................................173

4  ДЕКОРАТИВНАЯ ОБРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ...................175
4.1 Обжигдревесины....................................175
4.2 Отбеливание древесины.............................179
4.3 Вощение древесины.................................180
4.4 Покраска и лакирование древесины..................182
4.5 Морение древесины.................................186
4.6 Браширование древесины............................186
Контрольные вопросы...................................190

ЗАКЛЮЧЕНИЕ............................................191

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК..............................193

5

ВВЕДЕНИЕ


    Практически невозможно назвать какую-либо отрасль народного хозяйства, где не использовалась бы древесина в натуральном или переработанном виде.
    Годовое потребление древесины, исключая дрова, составляет 1000 млн тонн, что существенно превышает мировое производство стали (400 млн тонн).
    Древесные материалы поступают для использования в виде пиломатериалов, которые делят на брус и доски (отношение сторон поперечного сечения в первом случае меньше 2, во втором - больше 2). Распространены также такие виды древесных материалов, как шпон (широкая ровная стружка толщиной 0,55-1,5 мм), фанера (результат склейки листового шпона с общей толщиной 1-12 мм), плиты (более толстые клееные конструкции), прессованная древесина, получаемая прессованием дерева в нагретых пресс-формах, древесностружечные плиты, получаемые горячим прессованием стружки со связующими смолами.
    Дерево - это один из наиболее распространенных материалов и в производстве изделий народных художественных промыслов. Художественная обработка древесины была известна еще в IX-X веках. Так, в России, богатой лесами, мастера народных промыслов умело выявляли красоту дерева, используя основные характеристики древесины.
    Широкому использованию древесины способствуют ее высокие физико-механические свойства, великолепная обрабатываемость, а также весьма эффективные способы изменения некоторых характеристик путем механической или химической обработки.
     Основные достоинства древесины - она легко обрабатывается, имеет достаточно высокую прочность, малую теплопроводность, при небольшой массе хорошо сопротивляется ударным и вибрационным нагрузкам, в сухой среде долговечна. Наряду с этим древесина имеет ряд недостатков: она подвержена горению и загниванию, разрушается от воздействия грибов, насекомых, хорошо впитывает влагу, вследствие чего может разрушаться и подвергаться короблению, растрескиванию. Необходимо учиты

6

вать, что пороки биологического происхождения значительно снижают ее качество.
    Чтобы полноценно использовать древесину, необходимо знать строение, свойства, пороки древесины. Особенно эти характеристики важны при художественной обработке древесины. В связи с этим первый раздел данного учебного пособия посвящен рассмотрению характеристик древесины как основного материала, применяемого для художественной обработки. В пособии рассмотрено строение древесины, особое внимание уделено нами описанию основных свойств лиственных, хвойных пород деревьев, используемых для художественного промысла. Также детально описаны пороки древесины, физические и механические свойства.
    Во второй главе описаны основные способы художественной обработки древесины. Даны краткие характеристики таким способам, как мозаика, пирография, точение, роспись и резьба по дереву.
    На наш взгляд, художественная резьба по дереву является самым интересным и перспективным методом обработки древесины. Поэтому в третьей главе нами детально приводятся разновидности резьб (плосковыемчатая, плоскорельефная, рельефная, прорезная, скульптурная, домовая и лазерная), указаны их особенности и приведены иллюстрации, характеризующие методы в достаточно большом объеме.
    Декоративная обработка древесины - достаточно новое и перспективное направление, которое весьма детально рассмотрено в четвертой главе пособия.

7

ХАРАКТЕРИСТИКИ ДРЕВЕСИНЫ КАК МАТЕРИАЛА
ДЛЯ ХУДОЖЕСТВЕННОЙ И ДЕКОРАТИВНОЙ ОБРАБОТКИ

    1.1 Строение древесины
    Дерево - это красивейший, универсальный, доступный, великолепный поделочный материал, созданный природой и обладающий долговечностью, твердостью и сравнительно легкой обрабатываемостью доступными инструментами. Дереву действительно нет альтернативы в качестве поделочного материала. Однако при обработке древесины необходимо учитывать ее технологические, механические, физические свойства, которые мы и рассмотрим более подробно в данной главе.

        1.1.1 Древесные породы и части растущего дерева

    На наш взгляд, следует различать два понятия: «дерево» и «древесина» . Естественно, для художественной обработки используется понятие древесины. Но очень важно рассмотреть, древесину каких пород и на основании каких свойств целесообразно использовать для того или иного вида обработки. Поэтому вначале рассмотрим основные характеристики деревьев.
    Дерево (рис. 1.1) представляет собой многолетнее растение. Качество древесины зависит от породы дерева.
    Среди древесных пород различают:
     • лиственные породы (береза, дуб, ольха, граб, клен, липа, ясень, бук, орех, осина, тополь, ива, вяз и др.);
     • хвойные породы (ель, сосна, пихта, лиственница, кедр, можжевельник, тис, туя, кипарис и др.);
     • породы ограниченного применения (яблоня, вишня, груша, рябина, акация, лещина (орешник) и др.);
     • экзотические породы (черное дерево, красное дерево, эвкалипт, секвойя, палисандр, бальза, бакаут, фернамбук (красный сандал), атласное дерево и др.).


8

Рис. 1.1. Внешний вид дерева

    В главе 1.1.4 будет приведена краткая характеристика основных пород, произрастающих в России, а также пород, мало распространенных, но ценных или интересных по строению и свойствам.
    Растущее дерево состоит из основных частей (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Основные части растущего дерева

    1.    Корни при жизни дерева выполняют несколько функций: питают дерево необходимыми веществами из почвы, а также обеспечивают его вертикальное положение и создают резерв веществ для питания на зиму. Доля корней составляет для сосны - 15-25 %, для березы - 5-12 % суммарного объема дерева.


9

     Корни через некоторое время после валки деревьев - это основное сырье для лесохимической отрасли (для производства скипидара), кроме того, они часто используются при изготовлении плетеной мебели.
     2.    Ствол - главная часть дерева, доставляющая питание от корней к кроне и в обратном направлении. Доля ствола - 65-90 % от общего объема дерева. Именно ствол обеспечивает нас древесиной, и, вследствие этого, имеет ведущее промышленное значение. Более тонкая верхняя часть ствола называется вершиной, а нижняя (широкая) - комлем. Ствол используется для изготовления широкой номенклатуры полуфабрикатов и изделий.
     3.    Крона представляет собой ветви с листьями или хвоей. Доля кроны, например, составляет 6-8 % (для лиственницы) и 10-20 % (для дуба) от суммарного объема дерева. Крона применяется при производстве плетеной мебели, различных небольших изделий.
     4.    Листья - основной орган, служащий дереву для дыхания, в них также происходит процесс фотосинтеза. Породы деревьев, имеющих весьма широкие листья, называют лиственными. Деревья с узкими (игольчатыми) листьями или хвоей, принято называть хвойными.
     5.    Ветви играют роль каналов, обеспечивающих обмен веществ между корнями, стволом дерева и листьями.
     Доли объема частей дерева (ствол, корни, ветви) для ряда древесных породприведенывтабл. 1.1 [1].
     В зависимости от условий произрастания и породы, продолжительность жизни деревьев может быть от 15 до 50 лет (например, слива домашняя, яблоня, груша), а может достигать 300 и более лет (бук, липа, дуб, ель, сосна). Некоторые породы деревьев живут в пределах трех -пяти тысяч лет (секвойя, баобаб и др.) (рис. 1.3).
Таблица 1.1

Доли объема частей дерева, %

  Порода     Часть дерева     
            Ствол Корни Ветви
Лиственница 77.82 12.15  6.8 
Сосна       65.77 15.25 8.10 
Ясень       55.70 15.25 15.20
Береза      78.90 5.12  5.10 
Бук         55.70 20.25 10.20
Клен        65.75 15.20 10.15

10

Рис. 1.3. Внешний вид баобаба

    Размеры стволов (высота, диаметр) колеблются в широком диапазоне. Принята следующая классификация деревьев по высоте:
    •     Деревья первой величины (сосна, дуб, ель, липа, осина, ясень, береза и некоторые другие) имеют высоту 20 метров и более. Известно, что в тропиках и субтропиках высота отдельных деревьев достигает 100 метров и более (рис. 1.4).


Рис. 1.4. Одно из самых высоких

деревьев - секвойя

11

    •    Деревья второй величины (ива, рябина, ольха серая и др.) достигают высоты 10-20 метров.
    •    Деревья третьей величины (яблоня, груша, вишня, можжевельник) отличаются небольшими размерами 7-10 метров.
    Древесиной в обыденной жизни и технике называют часть дерева, лежащую внутри - под корой (рис. 1.5).


Рис. 1.5. Внешний вид древесины

    Древесина - ткань высших растений. Все растения состоят из одного и того же полимера, но расположение молекул у различных видов растений не одинаковое. В сухой древесине содержится 50-60 % линейного полимера, называемого целлюлозой (cell - клетка + ose (лат.) - конечный продукт разложения сахара) и « 25 % жидкого компонента с высокой вязкостью - лигнина. Оставшаяся масса состоит из родственных целлюлозе химических соединений [1].


        1.1.2 Главные разрезы ствола

    По внутреннему строению, внешнему виду и свойствам, зависящим от направления волокон относительно оси ствола, древесина неоднородна. Особенности строения древесины наглядно видны на трех по-разному расположенных главных разрезах (рис. 1.6).


12

Рис. 1.6. Основные разрезы ствола

    •  Поперечный (торцовый) - расположен разрез перпендикулярно оси ствола.
    •  Радиальный - данный разрез проходит вдоль ствола через сердцевину.
    •  Тангенциальный - разрез проходит вдоль ствола, но не через сердцевину, а на определенном расстоянии от сердцевины.
    Разрезы делают острым инструментом во избежание разрыва тканей или сминания отдельных элементов.
    Наиболее характерная картина выявляется на поперечном (торцовом) разрезе, где четко обозначаются главные части (рис. 1.7):
    •  сердцевина - небольшая по размерам, находится примерно в центре;
    •  древесина, занимающая основную часть;
    •  кора - мелкий наружный слой.


Сердцевинная трубка

Рис. 1.7. Основные части на поперечном разрезе

13