Введение

Обработка на токарном станке по дереву – это ремесло, использующее деревянный токарный станок с ручными инструментами для вырезания формы, симметричной относительно оси вращения. Как и гончарный круг, деревянный токарный станок – это механизм, способный создавать разнообразные формы. Человек, работающий на станке, называется токарем, а навыки, необходимые для использования инструментов, традиционно назывались токарным делом. В доиндустриальной Англии эти навыки были достаточно сложными, чтобы их называли «тайны гильдии токарей». Умение работать инструментами вручную, без фиксированной точки контакта с деревом, отличает обработку на токарном станке по дереву и деревянный токарный станок от станков для обработки металла или механических токарных станков. Изделия, изготавливаемые на токарном станке, включают в себя рукоятки для инструментов, подсвечники, стаканчики для яиц, ручки, лампы, скалки, цилиндрические коробки, рождественские украшения, шилья, спицы для вязания, пеналы для игл, наперстки, ручки, шахматные фигуры, волчки; ножки, шпили и цапфы для мебели; балясины и столбики для архитектуры; бейсбольные биты, полые формы, такие как деревянные духовые музыкальные инструменты, урны, скульптуры; чаши, блюда и сиденья для стульев. Промышленное производство заменило многие из этих изделий, ранее изготавливаемых в традиционных токарных мастерских. Однако деревянный токарный станок по-прежнему используется для децентрализованного производства небольших партий или индивидуальных заказов. Опытный токарь может изготовить широкий спектр изделий, используя всего пять-шесть простых инструментов. Инструменты можно легко переточить и настроить для выполнения конкретной задачи. Во многих частях мира токарный станок является переносным инструментом, который доставляется к источнику древесины или адаптируется к временным рабочим местам. В XXI веке токари реставрируют мебель, продолжают традиции народного искусства, выполняют индивидуальные архитектурные заказы и создают изысканные изделия ручной работы для галерей. Обработка на токарном станке привлекает людей, которые любят работать руками, получают удовольствие от решения задач или наслаждаются тактильными и визуальными качествами дерева.

Обзор

Деревянные токарные станки работают с возвратно-поступательным или непрерывным вращением. Токарный станок с возвратно-поступательным движением приводится в действие луком или пружиной, вращая древесину сначала в одном направлении, а затем в другом. Токарь режет только с одной стороны вращения, как, например, на станке с ножным приводом. Токарный станок с возвратно-поступательным движением может приводиться в действие человеком с помощью лука, а также с использованием пружинных механизмов. Несмотря на то, что это примитивная технология, требующая значительной ловкости, в умелых руках такой станок способен давать превосходные результаты. Например, токарные станки с возвратно-поступательным луковым приводом до сих пор используются для изготовления бусин для арабских решетчатых окон, называемых Машрабия, которые так восхитили Хольцaпфеля в 1880-х годах. Непрерывное вращение заготовки может осуществляться с помощью ножного привода или посредством энергии воды, пара или электричества. Стиль резки не требует пауз, необходимых при вращении станка с возвратно-поступательным движением. Однако даже при непрерывном вращении токарь полностью контролирует контакт инструментов и древесины вручную. Режущие инструменты не фиксируются и не подаются автоматически, как на металлообрабатывающем станке. Свойства древесины определяют техники токарной обработки. Ориентация волокон древесины относительно оси станка влияет на инструменты и методы, используемые токарем. При токарной обработке шпинделя волокна проходят вдоль станины станка, как если бы бревно было установлено на станке. Таким образом, волокна всегда перпендикулярны направлению вращения под инструментом. При токарной обработке чаш волокна расположены под прямым углом к оси, как если бы доска была закреплена в патроне. Когда заготовка для чаши вращается, угол между волокнами и режущим инструментом постоянно меняется: от легких разрезов до двух точек на оборот, где инструмент режет поперек волокон и даже вверх по ним. Этот изменяющийся угол волокон ограничивает использование некоторых инструментов и требует от токаря дополнительных навыков. Влажность древесины влияет как на легкость резки, так и на окончательную форму изделия после высыхания. Сырая древесина легко режется, образуя непрерывную ленту относительно чистых стружек. Однако сырая древесина деформируется при высыхании, сжимаясь меньше вдоль волокон. Эти переменные изменения могут создать иллюзию овальной чаши или подчеркнуть особенности древесины. Сухая древесина необходима для токарных работ, требующих точности, например, для подгонки крышки к коробке или для деталей, которые склеиваются. Характер древесины создает и другие проблемы для токаря. Токари, работающие с твердыми породами древесины и слоновой костью, выбирают другие инструменты, чем для мягких пород. Сучки в древесине требуют более высоких скоростей вращения станка, использования наполнителей или дополнительных мер предосторожности. В то время как другие деревообработчики ценят плотные, прямые волокна, токари часто ищут необычную древесину из корней, дефектов или больных частей деревьев. Ремесло токарной обработки сохраняется и развивается благодаря сообществу мастеров. До 1970-х годов система ученичества в Великобритании и образование в области прикладного искусства в США сохраняли многие традиционные навыки ремесла. В период с 1975 по 1985 год преподаватели прикладного искусства, любители, художники, коллекционеры и поставщики инструментов разработали формат симпозиумов для обмена информацией о ремесле. Это сообщество стало своего рода прототипом культуры мастеров-ремесленников, активной в XXI веке. Сообщество организует региональные, национальные и международные симпозиумы, публикует журналы и приглашает на клубные мероприятия экспертов. Большинство публикаций и DVD относятся к категории DIY, включая многочисленные видео на YouTube.

История

Археологические свидетельства о точении древесины ограничены изображениями, поскольку древесина – волокнистый материал, подверженный гниению. На египетских памятниках изображен ремень, с помощью которого помощник вращал токарный станок, пока другой рабочий вырезал древесину. Ранние луковые и ременные станки были разработаны и использовались в Египте и Риме. Китайцы, персы и арабы имели свои варианты лукового токарного станка. Ранние токари иногда использовали босые ноги, чтобы удерживать режущие инструменты на месте, а руками приводили в движение станок. Луковые станки продолжают использоваться и по сей день, и большая часть наших знаний о них получена путем наблюдения за работой токарей. Между 500 и 1500 годами нашей эры точеные деревянные сосуды служили повседневными чашами и кружками для большинства населения Европы. Наши знания об этих скромных сосудах основаны на экземплярах, сохранившихся в анаэробных условиях, таких как места кораблекрушений, например, «Мэри Роуз», или такие объекты, как погребальный корабль Осеберг (где захоронение было накрыто глиняным курганом), глубокие колодцы и другие водонасыщенные участки (например, засыпанные ямы или рвы). Примеры последнего включают чаши VII века из островного монастыря Иона у западного побережья Шотландии. Большая часть этой посуды была выточена из сырой древесины на пружинном станке. Изысканно изготовленные питьевые чаши, известные как мазеры, изготавливались в очень ограниченном количестве из сухой древесины, а затем украшались серебряными позолоченными центральными накладками и ободками. Уже в 1568 году отдельное маховое колесо приводило в движение токарный станок через приводной ремень. Мастер вырезал древесину, а ученик вращал рукоятку на огромном колесе, часто диаметром в несколько футов. Это был станок с непрерывным вращением, который привел к адаптации к внешним источникам энергии, таким как вода, пар и электричество. Этот станок эволюционировал в «королеву станков», что позволило точить детали для других машин. Хольцапфели разработали декоративные токарные станки на основе станка с непрерывным вращением в сочетании с инновациями в металлообработке, такими как автоматическая каретка. Эти станки работали от зубчатых передач для вырезания узоров из твердых пород дерева, таких как эбеновое дерево. Они пользовались популярностью как хобби у европейских принцев и заслужили упоминание у Толстого в романе «Война и мир» (1869). Токари в Лондоне организовались в гильдию еще в 1310 году на Вуд-стрит. К 1347 году компания «Тёрнерс» была назначена мэром ответственной за регулирование весов и мер. К 1591 году они построили свой собственный зал. Компания управляла системой ученичества и устанавливала цены на товары. В 1604 году они были зарегистрированы как Worshipful Company of Turners of London. За пределами Лондона ремесло было децентрализованным и нерегулируемым. Странствующие токари, известные как боджеры, устанавливали временные столбовые станки рядом с источником древесины для вытачивания деталей мебели. В XIX и начале XX века токари в Англии работали в токарных мастерских, обычно в рамках системы мастеров-учеников. В Германии и России точение древесины было сосредоточено в деревнях, специализирующихся, например, на изготовлении игрушек. Луковые и столбовые станки продолжали использоваться для децентрализованного производства архитектурных элементов и чаш одним человеком во многих частях мира. В США точение древесины было частью учебной программы по промышленным искусствам, преподаваемой в государственных школах, часто являясь обязательным условием для посещения занятий по изготовлению мебели. «Задачи» из учебников включали как навыки управления инструментами, так и задания по изготовлению таких предметов, как молотки, яйца для штопки, коробки, подносы, подсвечники, лампы и ножки для мебели. Навыки точения древесины использовались изготовителями моделей при создании прототипов и форм для литейных форм, используемых на литейных заводах в XIX и XX веках. Они работали очень медленно, чтобы добиться точности, используя огромные токарные станки и медленно режущие скребки. Точение древесины всегда было популярным хобби. В 1970-х годах всплеск интереса к точению древесины в англоязычном мире вызвал возрождение ремесла. Доктор Дейл Ниш отправился в Англию, чтобы набрать учителей, инструменты и методы у последних токарей, прошедших обучение по системе ученичества. Через несколько лет канадец Стивен Хогбин провел год в Австралии, расширяя границы ремесла за счет изменения масштаба и дизайна. Преподаватели промышленных искусств использовали свои институциональные связи для проведения семинаров, публикации книг и стимулирования исследований. Индустрия инструментов выявила новый рынок для токарных станков и инструментов для точения. Небольшая группа серьезных коллекционеров инвестировала в растущие скульптурные исследования токарей. Необычно, но точение древесины не заняло прочные позиции в университетских кафедрах искусства и дизайна. Вместо этого мастера ремесла научились учиться на демонстрациях, частных уроках, региональных встречах, собственных журналах и интернет-технологиях. Некоторые художники начинали как токари, а затем переходили к более скульптурной работе, экспериментируя со сверхпредметными формами и другими концепциями изящного искусства. Центр искусства из дерева, основанный в 1986 году как Центр точения древесины, содержит коллекцию в Филадельфии, насчитывающую более 1000 экспонатов от международных художников, а также исследовательскую библиотеку и галерею. Другие токари выбрали ориентацию на традиционную работу, индивидуальные заказы и удовольствие от студийной практики.

Техника

Сложные формы, создаваемые на токарном станке по дереву, развиваются из удивительно небольшого количества основных приемов резания: прорезка, строгание, бусина, вогнутый профиль и выборка. Прорезка отделяет заготовку от приспособления для удержания или создает глубокие прорезы. Строгание выполняется инструментом, у которого фаска под режущей кромкой поддерживает волокна древесины, как и у обычного рубанка. Бусины имеют выпуклую форму относительно цилиндра, а вогнутые профили – вогнутую. Выборка – это сочетание сверления и выемки материала. Токарь волен выбирать из множества инструментов для всех этих приемов, и качество резания улучшается с практикой владения выбранным инструментом. Токари опираются на три точки контакта при любом типе реза: инструмент прижимается к упору и к телу токаря, прежде чем соприкоснуться с поверхностью древесины, чаще всего фаской, скользящей по поверхности древесины. Задача состоит в том, чтобы правильно расположить инструмент, чтобы древесина сама подходила к режущей кромке, создавая тонкую стружку без сколов и вырывов. Токари предпочитают использовать чистые резы, чтобы минимизировать время, затрачиваемое на шлифовку. При необходимости шлифовать заготовку, они делают это на станке, используя абразивы, удерживаемые в руке, в инерционном шлифовальном инструменте, вращающемся вместе с заготовкой, или с помощью электроинструментов – дрелей или угловых дрелей. Токарный станок также становится полезным приспособлением для резьбы, выжигания, текстурирования, окрашивания и финишной обработки формы.

Устройства для удержания

Дерево вращается между головкой токарного станка, включающей приводной механизм, и опорой хвостового центра, которая вращается только в том случае, если ее центр "живой" или поддерживается вращающимся удерживающим устройством. На конце головки могут использоваться острые или упорные конусы, которые врезаются в древесину. Этот вид обработки называется "центровкой" или "точением между центрами". Шпиндель головки также может использовать чашку, патрон или кулачковый патрон для удержания тенона на заготовке, который будет удален в готовом изделии. Древесину также можно прикрутить или приклеить к лицевой плите – прочному диску с резьбой для крепления к шпинделю головки. Использование патрона или лицевой плиты позволяет токарю отказаться от поддержки хвостового центра для вращающейся древесины. Такая надежная система крепления необходима для вытачивания полостей в чашах или полых формах.