home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ 500 MB Nyheder Direkte fra Internet 2 / 500 MB nyheder direkte fra internet CD 2.iso / start / data / text / faq-1601.txt < prev    next >
Text File  |  1995-05-02  |  11KB  |  249 lines

  1. Archive-name: woodworking/wood-bend
  2. Last-modified: 3/28/95
  3.  
  4. Copyright (c) 1994 by James J. Roche. All rights reserved.
  5.  
  6.  
  7. This FAQ on bending wood is provided courtesy of Gregg Germain. Any
  8. comments would be welcome. Comments should be directed to 
  9. gregg@hrc2.harvard.edu.
  10.  
  11.  I've been in the business of steambending wood for about 8 years now.
  12. I've built a variety of steamboxes and tried a number of boiler
  13. systems. What you see written here is a combintation of reading and
  14. actual experience. Mostly experience.
  15.  
  16.  All of my steam bending has been with either Oak or Mahogany. I've
  17. never tried any other wood as I do this work in my
  18. boatbuilding/restoration. So I cannot comment authoritatively on
  19. bending other woods like cedar, pine, poplar etc.
  20.  
  21.  And if I haven't actually DONE it, I will not comment on it. I will
  22. not state anything here that I have ONLY read out of a book and not
  23. tried.
  24.  
  25.  With that in mind, let's fire up the boiler....
  26.  
  27.  To start with there are several rules of thumb which work quite well.
  28.  
  29.  What you are doing when you are steaming wood for bending, is
  30. loosening up the "glue" that holds the fibers of the wood together.
  31. you need BOTH heat and steam for this. I realize that some people in
  32. Asia "fire" bend their wood but invariably, that wood is quite wet -
  33. typically quite green. The Norse boatbuilders used to get their planks out for
  34. shipbuilding and sink them into a salt water bog to keep them limber until the
  35. time came to use them. 
  36.  
  37.      However, we are not always so lucky as to get green
  38. wood for our bending and you can have great success with kiln dried wood.
  39. It's useful if you have the ability to soak your wood for a few days
  40. so that the moisture content rises - those Vikings knew what they were
  41. doing.
  42.  
  43.     You need heat and you need moisture.
  44.  
  45.  The primary rule is the one for steam time:
  46.  
  47.     One hour of steaming per inch thickness of wood.
  48.  
  49.  I have found that you can OVERSTEAM as well as understeam. If you
  50. steam an inch of wood for an hour, try to bend it, and it cracks,
  51. DO NOT assume that you haven't steamed it enough. There are several
  52. factors involved which could explain the result - but we'll get to
  53. those later.
  54.  
  55.  It is smart, however, to have a piece of stock in the steam box that
  56. is the same thickness as the piece you wish to bend, and that is
  57. expendable. PREFERABLY a piece taken from the stock itself. Steam that
  58. with the target piece, and after the requisite steaming time, take the
  59. test piece out and try to bend that to the mold. If it snaps, then
  60. give your piece MAYBE 10 minutes more. But no more.
  61.  
  62. The wood:
  63.  
  64.  Generally it is best if you can get green wood. I know that this
  65. makes the cabinetmakers among us shudder. But the plain fact is that
  66. green wood bends easier than dried wood. I can take a 6 foot
  67. long, one inch thick piece of white oak; clamp one end to the bench
  68. and hand bend the piece to the curvature I need - green wood is THAT
  69. limber.  However it won't stay bent, of course, so I steam it anyways.
  70. In boatbuilding, rot is the main evil. 
  71.  
  72.  For those of us that have to worry about rot, the act of steaming
  73. green wood removes the tendency
  74. of green wood to rot. So no worries there - boat ribs are typically
  75. made from steam bent oak and will not rot in a well cared for boat.
  76.  
  77.  But i've done a lot of steaming of kiln dried oak and it works fine
  78. too.
  79.  
  80.   One thing you want to try to avoid in your selection of wood for
  81. bending is grain runout.  This will promote cracking when you bend.
  82.  
  83.  Steamboxes:
  84.  
  85.  It is not necessary - and is in fact detrimental to the bending
  86. process - to have a steambox that is absolutely airtight. You WANT
  87. steam to be emanating from the box. If you don't get a flow through of
  88. steam you will not be able to bend the wood - it will crack as if you
  89. steamed it for only 5 minutes.
  90.  
  91.     I know - i've created a lot of kindling in this manner. 
  92.  
  93.  Steamboxes can come in many shapes and sizes. You want one big enough
  94. so that you can suspend the wood off the surface, and get a good flow
  95. of steam around most of the wood surface. A box made of 2 x 8 pine
  96. boards will work. One suspension method is to drill a hole through the
  97. sides and run a hardwood dowel through. The dowel holds your wood up
  98. and minimizes the amount of wood touching a surface. You don't want
  99. the box to be SO big, however, such that the amount of steam your rig
  100. generates is too small to fill up the box. You want a wet, steamy box
  101. BILLOWING steam. So the box has to be sized to the boiler (or the
  102. boiler sized to the box ;^) ).
  103.  
  104.  I have 2 boxes:
  105.  
  106.  For small stuff like 1 1/2 x 5/8 by 6 foot long oak for ribs, I use a
  107. 2 inch diameter piece of PVC. I have it resting on a 2x4 so that it
  108. won't deform under the heat. I've also nailed sides to the 2x4 so that the
  109. tube doesn't flatten.  For a boiler i use a whistling tea kettle
  110. with the whistle and top taken off. A length of radiator hose connects
  111. the kettle to a suitable reduction on the end of the PVC. For a heat
  112. source i use one of those counter top electic burners.
  113.  
  114.     Works great.
  115.  
  116.  When I had to steam bend 17 foot long, 7 inch wide, 3/4 inch thick
  117. mahogany for the new cabin trunk of my boat, I used a steambox built
  118. with 2 x 12 inch pine. For a boiler i had a 20 gallon steel boiler.
  119. Heat source was a propane burner I bought at Ace Hardware Store. This
  120. burner is GREAT because it's convenient and mobile. It generates
  121. 45,000 BTU of heat. It's an aluminum
  122. bowl on 3 legs with one burner about 8" in diameter.
  123.  
  124.   Lately, I noticed a 160,000 BTU propane burner in the West Marine
  125. Catalog for $50. I bought it.  Now I'll be able to generate enough
  126. steam to bend ribs for the Constitution.
  127.  
  128.  Now when I say "one hour of steaming per one inch of wood" I mean one
  129. hour of SERIOUS steam with NO interruptions. Therefore you have to
  130. pick a boiler whose capacity will be sufficient for the steam time you
  131. are looking for. I have used a 5 gallon UNUSED gasoline can for this
  132. purpose.
  133.  
  134.  NEVER put the wood in the steambox unless you have full steam and the
  135. box is completely filled. Be ABSOLUTELY certain that you don't run out
  136. of water BEFORE the necessary steam time. If you do, and are forced to
  137. add more water give it up...you'll generate kindling. Best to stop the
  138. steaming process and let the wood cool for 24 hours and try again.
  139.  
  140.  One way of maximizing the water use is to have the box tilted at an
  141. angle so that any condensation within the box runs BACK towards the
  142. boiler.
  143.  
  144.  Many steam boxes have a door at one end to allow you to slide in
  145. pieces when you want to - and take them out when needed. For example,
  146. in ribbing out a boat - something you'd like to do in a day if you
  147. can, you crank up the boiler and (when steam is up) you put in your
  148. first piece of wood. 15 minutes later you put in the second. Fifteen
  149. minutes later the third and so on. Then, when the first piece is
  150. ready, you yank that out and bend it. This is all supposing that the
  151. process to bend and install the rib takes less than 15 minutes. When
  152. the first rib is in, the second piece of wood is ready..and so on.
  153. This allows you to do a great deal of work while avoiding
  154. oversteaming.
  155.  
  156.  The door serves another important function. And the door doesn't have
  157. to be solid either - on my small steam box i LOOSELY stuff in a rag. I
  158. say loosely because you want steam to be able to come out of the end
  159. (remember you need steam flowthrough). The secondary purpose is to
  160. preclude cool air from entering the steambox underneath the suspended
  161. wood. 
  162.  
  163. Bending:
  164.  
  165.  Assume you have the wood cooking (it makes a nice smell) and the jig
  166. is ready. Take pains to place everything so that the operation of
  167. removing a piece from the box and bending it is a FAST SMOOTH
  168. operation. Time is CRITICAL. 
  169.  
  170.        You have only seconds.
  171.  
  172.  When the wood is ready take it QUICKLY out of the box and bend it. 
  173. GET CURVATURE ON THE WOOD!!!!!!!!!!! As fast as humanly possible. If
  174. inserting the wood on the jig is complicated, bend it with your
  175. hands (if possible). 
  176.  
  177. On ribs for my boat - where there is a curve in 2 directions - I 
  178. take it out of the box, slip one end into a brace and bend that end
  179. then bend the other end with my hands. Try to bend it MORE than the
  180. amount you need in the jig. Sometimes you can feel the wood "give" as
  181. you bend it - this is good as it will retain the shape better. Then
  182. slap the wood on the jig. 
  183.  
  184.  But I repeat you MUST get curvature on the wood immediately - like
  185. within the first 5 seconds. Every second the wood cools it becomes
  186. less flexible.
  187.  
  188.  Length of wood and curvature at the ends:
  189.  
  190.  There is practically NO WAY you can cut a piece to exact length and
  191. expect to get curvature near the ends. You simply don't have the
  192. strength and you will be thwarted by springback.
  193.  
  194.  By the same token, if all you need is a 3 foot length, and
  195. the wood is greater than, say, 1/4 inch thick, you had better cut the
  196. piece 6 feet long and bend THAT. You can trim the wood to fit later. I
  197. am assuming the lack of some sort of hydraulic press in your shop - i
  198. know i don't have one. Cut the stick overlong remembering that the
  199. shorter the stick the harder it is to bend.
  200.  
  201.  And if you cut it overlong, you'll have more curvature near the final
  202. finished end - the last 6 inches of a 1 inch thick piece of oak will
  203. be dead straight. Depending upon the curvature you need, you may have
  204. to resort to carving the curvature out of the end of the wood and
  205. should size it with that in mind.
  206.  
  207.  Jigs:
  208.  
  209.  When you steam bend apiece of wood, and clamp it to a shape, you wait
  210. 24 hours for it to cool thoroughly. When you take it off the jig, that
  211. wood will spring back somewhat. How much depends upon the grain and
  212. the type of wood - it's hard to say. If your stock has a natural curvature 
  213. in the required direction to start with (I try to take advantage of this
  214. whenever possible), you will get less springback.
  215.  
  216.  So if you have to get a certain curvature to the final product, make
  217. your jig with greater curvature.
  218.  
  219.  How much?
  220.  
  221.  Tis is the realm of black magick and I can't personally give you a
  222. figure. One thing I DO know is this:
  223.  
  224.      It's infinitely easier to unbend some wood that was overbent,
  225. than it is to put MORE bend in a cool piece of wood (assuming you
  226. don't have incredible leverage). 
  227.  
  228.  Once caveat: if you are bending pieces that will be glued together to
  229. form a laminate, be sure that the jig is the exact shape you need at
  230. glue time - I rarely get much springback from well bent, glued wood.
  231.  
  232. There are an infinite variety of jigs you can build. No matter what
  233. type you choose, you can't go wrong if you own a clamp making factory
  234. - you can never have too many clamps. If you are bending wood greater
  235. than 1/2 inch thick you must see to it that the jig is built extremely
  236. strongly: the amount of stress on it is quite high.
  237.  
  238.  Quite often people will use a metal strap along the outside of the
  239. wood as they bend. This helps to distribute the stesses along the
  240. length of the wood and helps to prevent cracking. This is especially
  241. true if you get grain runout at the outside edges.
  242.  
  243.  Well that's all i can think of now. If i think of more I'll add it to
  244. the FAQ.
  245. -- 
  246. Jim Roche
  247. roche@cs.rochester.edu
  248. University of Rochester Computer Science Department Rochester, NY 14627
  249.