Дерево начинается как дерево. Большинство деревьев имеют более 30% своего веса из-за воды, содержащейся в клетках древесины. Когда дерево рубится, дерево начинает терять влагу. Причиной потери влаги в срезанном дереве является разница между количеством влаги в дереве и окружающей его средой. Срезанное дерево будет продолжать терять влагу, пока оно не будет в равновесии с окружающей средой при содержании влаги обычно около 10%.
По мере того как срубленное дерево теряет влагу сначала изнутри своих клеток, а затем со стенок ячеек, древесина сжимается. Однако древесина не дает усадки равномерно. Вместо этого он сжимается на разные величины в разных направлениях относительно ориентации клеток. Древесина очень мало сжимается по длине дерева, сжимается более радиально (от центра дерева к внешней стороне дерева) и еще больше сжимается по окружности дерева (вдоль годичных колец). Эти направления называются продольным (L), радиальным (R) и тангенциальным (T) направлениями соответственно.
То, как конкретный кусок дерева сжимается при повторном распиливании (или дроблении) дерева на куски, во многом зависит по ориентации древесных волокон / зерна. На иллюстрации ниже показаны типичные характеристики усадки для разных ориентаций зерна. Показано, что во время сушки различные «срезы» древесины по-разному меняют форму. Например, плоские пиломатериалы будут сгибаться, а четвертьфигурные останутся плоскими.
Технологии по дереву измерили изменения размеров которые происходят во время сушки для многих кусков многих распространенных пород дерева. В частности, они измерили и суммировали среднее количество, на которое «единичный» кусок дерева будет сжиматься в каждом из направлений L, T и R. Как уже упоминалось, когда древесина высыхает, ее изменение в длине (продольный размер) незначительно. Отношение усадки по направлениям T и R также часто указывается в таблице и дает единый показатель стабильности древесины.
Когда древесина высушена надлежащим образом для использования в музыкальных инструментах (или мебель), как правило, она будет иметь влажность около 6% или около того. То есть содержание влаги в древесине находится в равновесии с содержанием влаги в ее окружающей среде (то есть относительной влажностью окружающего воздуха). Поскольку относительная влажность в окружающей среде увеличивается или уменьшается, увеличивается и содержание влаги в древесине. То есть, когда относительная влажность окружающего воздуха увеличивается, содержание влаги в древесине увеличивается, и древесина набухает. И наоборот, когда относительная влажность окружающего воздуха уменьшается, содержание влаги в древесине уменьшается, а древесина сжимается.
Выполнение точной подгонки деревянных компонентов может быть очень затруднено, когда колебания относительной влажности (и / или температуры) изменяются, что приводит к колебаниям размера и формы деревянных компонентов. Например, утром, подкрепляя плоский гитарный верх, чтобы он соответствовал выпуклой дуге, можно обнаружить, что к полудню кривизна полностью перевернулась и теперь стала вогнутой, что делает почти невозможным правильную установку этого верха по бокам. По этой причине температура и влажность среды, в которой изготавливаются гитары, контролируются и поддерживаются в узком диапазоне.
Если в течение всего срока службы гитары температура и влажность никогда не будет отличаться от той, при которой был построен инструмент - и при которой деревянные материалы находились в равновесии - деревянные части гитары никогда не изменяли бы размер - расширялись или сжимались. К сожалению, температура и влажность среды, которую испытывает гитара, часто значительно отличается от условий, в которых она была сделана. Если среда будет более влажной, деревянные компоненты будут расширяться; если среда менее влажная, деревянные компоненты уменьшатся в размерах. Именно усадка приводит к растрескиванию деревянных материалов.
Давайте рассмотрим конкретный пример вершины гитары из ели и задней части бразильского розового дерева. Для этого расчета мы предположим, что максимальная ширина гитары равна 16 ". Используя любой из многих калькуляторов усадки - или просто вручную вычисляя из табличных значений, мы находим следующее, используя
http://www.woodbin.com/calcs/shrinkulator/.
Средний размерный коэффициент изменения для бразильского розового дерева составляет 2,9% и 4,6% для направлений R и T соответственно. При использовании задней стенки шириной 16 дюймов, можно сказать, изменение в 30% относительно влажность (скажем, от 60% до 30%, что не редкость для многих, кто испытывает холодную, сухую зимнюю погоду), спина изменит ширину (уменьшится) примерно на 0,08 дюйма, если четверть пуска, и примерно на 0,13 дюйма, если срезанная плита, разница около 0,05 дюйма в зависимости от того, как спинка была обрезана.
Средняя скорость изменения размеров ели ситки составляет 4,3% и 7,5%. Для тех же условий, что и выше, вершина изменит ширину (уменьшится) примерно на .12 ", если четверть пила, и примерно на .22", если разрезание плиты срез плиты . * 106 5 *
Что это означает практически? Размер гитары жестко фиксируется сторонами и их подкреплениями, подкладками и т. Д. То есть, поскольку верх или задняя попытка изменить размер, они не могут этого сделать из-за того, что они жестко ограничены по периметру. Поскольку куполообразная / арочная верхняя часть или задняя сторона пытается сжиматься - из-за более низкой влажности окружающей среды, чем та, на которой она была собрана, - все, что она может сделать, это сгладить эту арку: кратчайшее расстояние между двумя точками является прямой линией. В случае верха гитары, поскольку верх сплющивается, он берет с собой мостик, эффективно снижая высоту струны. (По мере того, как вершина набирает влагу, она сгибается больше, увеличивая высоту струны.)
Когда арка сглажена настолько, насколько это возможно, и окружающая влажность приводит верх или обратно усадка еще дальше, когда напряжения усадки превышают прочность древесины, древесина дает трещины. Сколько внутреннего напряжения может выдержать кусок дерева, прежде чем он расколется? Это зависит от множества факторов, включая отдельный кусок дерева. Однако, чем ближе гитару поддерживают к среде, в которой она была построена - обычно около 70 градусов по Фаренгейту и 45% относительной влажности - тем менее актуальным становится вопрос. Другими словами, если древесина была в равновесии с окружающей средой, когда была изготовлена гитара, и готовый инструмент поддерживается на уровне этой среды, проблема становится неактуальной.
Существуют и другие факторы, но с точки зрения движения дерева это дает вам общее представление. Если древесина должным образом акклиматизировалась до того, как ее превратили в гитару, а готовая гитара поддерживалась в или вблизи этой среды, шансы наличия трещины на инструменте значительно снижались.