Jousiaihion lämpömuokkauksesta

Aina välistä lukee miten yritetään oihiota oikoa tuloksetta, niin ajattelin tässä muutaman vinkin jakaa lyhyen tutorialin muodossa.

Tässä on esimerkkiaihiona 180cm tuleva tammiflättäri tauluammuntaan. Varmaan on vähän pitkä, mutta lyhennellään sitten.
Kurvia oli kuitenkin niin paljon, että aihio vaati reilusti oikomista joka suuntaan.
Ennen:


Jälkeen:
Jännelinja oli myös pielessä 5cm, joka oikomisen jälkeen träckkää täysin keskelle.

Aloitin veistämällä karkean profiilin, kuitenkin jättämällä ihan reilusti paksuutta. Ensi töikseen höyrytin tuon järjettömän refleximutkan pois, eli toin lavat suht lähelle tasan.
Kattila kiehumaan, jousi väliin ja folio päälle. Tässä joku 30min. Kuva on myöhemmästä sivuttaiskorjaamisesta, jos joku ihmettelee. Unohdin ottaa alussa kuvan.


Tämän jälkeen puristimen ja jigin väliin. Aivan hyvin voi käyttää pöytää ja puukapulaa + vaikka mitä naruvirityksiä, kaikki toimii.

Nyt näyttää jo tältä.

Seuraavaksi joutu höyryttämään sivuttaissuuntaan, että saa jännelinjan kahvaan osumaan. Tästä syystä:

Sama höyrytysoperaatio, 30min. Nyt kannattaa olla tarkkana, ettei höyrytä samasta kohtaa, kuin vertikaalioikaisussa. Muuten siitä kohtaa puu pyrkii edelliseen muotoon, kumoten aikaisemman muokkauksen. Jos samasta kohtaa joutuu höyryttämään, kannattaa olla joku puristinjigi, joka painaa lapaa höyryttäessä, pitäen paikallaan.

Höyrytyksen jälkeen runttasin palan massiivisuuden takia viilapenkissä suoremmaksi, jonka jälkeen laitoin vielä samaan muottiin, millä vertikaalioikaisuin tein.



Sitten näyttää tältä.

Nyt on jo tyydyttävä suoruus. Tässä kohdin veistelin turhat pois, jättäen ehkä 20 paunan verran puuta ylimääräistä. Kun ei pituusjousesta ole kyse, tykkään paahtaa vatsan vähän miten sattuu, kunhan jossain välissä, eli nyt.

Paahtaessa on kiva korjailla pieniä mutkia puristimilla ja palikoilla välissä, tuoden lapoihin pientä reflexiä.

Lopputuloksena oli suorahko kalikka, josta vatsa myös paahdettu ja reflexiä laitettu ~5cm. Helpottaa kummasti tilleröijän hommia, kun ei tarvitse epämääräisen mutkaista puuta tuijotella ja raapia päätä, että mitenkä pitäisikään nyt taipua.

Tässäpä tämä, nopeasti näpyteltynä. Ei ole hankalaa ollenkaan, vaan varsin mukavaa, kun nyt kelpaa kaikki torrakot, joita vaan voi puuksi luokitella. :smiley: Aikaa toki vaatii ja puristimia, kattilan ja foliota.

Vielä lisäisin noista ajoista, olen nopean ja malttamattoman koulukuntaa, joten kun lämmöllä oikaisen:

  • höyrytyksen jälkeen puu pitää uuden muotonsa jo parin tunnin päästä
  • paahtamisen/kuivan lämmön jälkeen puu pitää uuden muotonsa jo 20min päästä

Kuitenkin taivutteluun olen pitänyt 24h tauon.
Tietysti nämä ajat on tullut useamman jousen kohdalla todettua täysin toimiviksi.

1 tykkäys

Tehokasta toimintaa! Itse olisin ehkä tuollaisen kapulan heittänyt jo pois. Itse olen tyytynyt oikomaan vain hyvin pieniä mutkia, sellaisia, jotka menevät kätevästi kuivalämmöllä. Mutkikkaat aihiot ovat jääneet hyllyyn tai päätyneet poistoon myös siitä syystä, että (lähes) suoriakin aihioita on ihan riittävästi, ettei ole edes ollut tarvetta käyttää mutkaisia aihioita.

Kiinnostava kysymys on, että käyttäytyykö tuollainen suoristettu aihio samalla tavalla kuin suora? Onko puulla muisti, näkyykö vasta- ja myötäkaarevat kohdat jousessa myöhemminkin?

Lämpömuokkaushan heikentää puuta merkittävästi. Ehkä sen laajassa käytössä on yksi syy Jeren viimeaikaiseen jousiturmioon.

Mahtavaa vaivaa epävarmoin lopputulemin. Hatunnosto siitä.
Komppaan kuitenkin Tuomoa, oisin jättänyt metsään kasuumaan tuon mutkan. Mitä kauemmin on kaaria tehnyt, sitä krantummaksi olen tullut. Yksikään: “ehkä tästä jousen sais…”, kapula, ei enää lähde matkaan.

On se sen verta tehokasta, että poislukien odotusajat, taivutellessa höyryllä meni 30min ja paahtaessa 30min. Minäkin käyttäisin virheettömiä aihioita, mutta kun ei ole tarjolla, eikä hennoisi ostaakaan. Joskus on kiva kun on jousessa mutkaa luomassa väriä. :slight_smile:

Ei nuo taivutukset myöhemmin näy, lämpö vähän niinkuin asettaa puun uuteen muotoon, jossa se sitten pysyy. Usein ei uskoisi että puu on edes toiseen suuntaan ollut vino/kierossa.

Voi olla, voi olla olematta. Nimittäin multa ei löydy varmaan yhtään jousta, jossa ei olisi jotain lämpötaivutuksia tehty. Yksi esimerkki on tuo haastepihlaja, jossa on aika kiitettävä vetosuhde recurveilla. Ja puu on kesäkaato.

Eihän tässä mitään epävarmoja lopputulemia ole! :smiley: Kalikasta kuin kalikasta tulee jousi. Tässä tammessa oli kyllä hurjin vertikaalioikaisu mitä olen tehnyt jousiaihiossa, mutta yhtään en epäile ettei lopulta kestäisi.
Kuten sanottu, kiva se olisi suora aihio olla. Hyvä puoli ettei tässä ollut kieroutta!

edit: Jäin miettimään tuota lämmön heikentämistä, mihin Tuukka ja varmaan Juhakin viittasi, jossa varmaan on perää. Viimestään tällä radikaalisti oikaistulla ketjun aihiolla. Laitan tähän viestiä ja kuvia aiheen jousesta, kun saan valmiiksi.

Muistinkin miten Traditional bowyers bible 2:ssa on taivutuksesta juttua ja juuri vähän suuremmalla kädellä lämpömanipulaatiosta. Tuossa “Bending wood” osiossa kuvataankin mm. Tim Bakerin putkihöyrytystä, jossa jousen toinen lapa on kokonaan höyrytyksessä ja Al Herrin kokonaisen jousen keittämistä putkessa.
Myöskin samassa osiossa Paul Comstock kertoo 1500 watin lämmittimestä jolla (voisi kuvailla, että suuria osia jousesta) lämmitti ennen taivutusta.
Tuntuu siis olevan laajasti käytössä tuo aihion lämmittäminen ja muokkaus.

Jees! Onpa vaan tosihauskaa seurata keskustelua! Mukavaa seurata peitsentaittoa, perusteluja puolesta ja vastaan! Mielestäni on erittäin arvostettavaa ja tärkeää tuoda esiin lämpökäsittely yhtenä mahdollisuutena muovata muutoin puutteellisia aihioita.“Täydellinen on hyvän pahin vihollnen” saattaa päteä tässäkin tapauksessa. Ainakin minun varastoissani on lojunut aihioita, joita olen ajatellut, mutta lopulta kieroina/kierteellisinä hylännyt. Ei vaan ole tullut kokeiltua lämpökäsittelyä ja senjälkeistä muotoon pakotusta. Vastaisuudessa kyllä aion! Ei niin että niistä tulisi jotain superjousiia, vaan että saisi edes jotain kelvollisenoloista syntymään! Kiitos lämpömuokkaus aiheen esillenostosta!

1 tykkäys

Lämmitäminen heikentää jousta, jousihan kuivaa lämmitettäessä. Pakkasekaudessa läpi vieminen heikentää puuta puhuttiin. Keitetyssä vedessä puun pitäminen heikentää puuta…

Pidän itse parhaana muokkaustapana oikomiseen ja rekurveihin pelkkää veteen upotusta. Esim rekurveissa viikko tipi ämpärissä ja jigiin. Tai pasuttamista olen käyttänyt myös. Nekin heikentävät puuta, mutta kuinka paljon tai pahasti? Ei ainakaan niin pahasti että jouseni olisivat paukkuneet. Muut lujuusominaisuudet/veto/puristus/palautumiskyky voivat toki heiketä myös.
Jännejousen pitkittäislinjan oikomiseen ei taas veteen upotus käy ja siinä mieto lämpö on pelittänyt hyvin.

Onko olemassa mitään todistusaineistoa tuosta oletetusta puun heikkenemisestä?
Jos näin todella olisi, niin luulisi että lämmitetty ja taivutettu kohta myös käyttäytyisi jousessa eri tavalla kuin muualla. Olisi vaikka taipuisampi, pehmeämpi tai katkeilevampi, tai että edes jotain eroa voisi vuosien varrella havaita lämmittämättömiin paikkoihin verrattuna.
Minä en ole koskaan huomannut mitään tälläistä lämpömuokatuissa jousissani, en höyrytetyissä enkä kuumailmalla käsitellyissä.
Epäilen vahvasti että tarina on myytti.

Lonkalta: Hoadley (1980: 200) keskustelee puun lämpötaivutuksesta ja toteaa sen heikentävän puuta. “When the steaming time is held to the minimum necessary for succesful bending, strength losses should be no more than 10 to 20 %.” Eli parhaassa tapauksessa puun lujuus laskee “vain” kymmenyksellä - viidenneksellä.

Puun lujuus vai? Veto- vai puristuslujuus, vai mikä? Tämä väite on elänyt jo kauan, mutta missä ovat tutkimustulokset, missä todistusaineisto, missä tekijöiden kokemukset?
Olen useampiakin kertoja korjannut jännelinjaa lämmöllä taivuttamalla melkein valmiiksi tilleröidyssä jousessa. Kymmenenkin prosentin heikentymisen puristuslujuudessa olisin varmasti havainnut jousien taipumassa, tilleröinnin suhteen kun olen suorastaan perverssionistinen nipottaja. Yksikään jouseni ei myöskään ole hajonnut selästään juuri lämpötaivutetusta kohdasta, varsinkaan muuten selittämättömästä syystä.
Yritin joskus alkuaikoina myös suoristella lämmöllä myötäkaarevia mutkia lapojen keskeltä. Tuloksetta, rasituksessa lavat vain palautuivat takaisin entiseen muotoonsa. Minkäänlaista heikkenemistä en silti havainnut silloinkaan.

Vähän samoilla linjoilla olisin Jurin kanssa. Jousia mulla nyt hajoaa syystä jos toisesta, huolimattomuudesta ja tilleröintisilmän harjaantumattomuudesta johtuen kai eniten.
Mutta jos tuo 10-20% heikkeneminen pitäisi paikkansa, näkyisihän se aika dramaattisesti lopputuloksessa. Kun mulla on noita höyrytettyjä jousia hyllyssä vino (tosin höyrytyksen ansiosta suora ;)) pino.

Tämän "koe"kappaleen otan ar:iin jos kaikki onnistuu, joten voi tulla ihmettelemään ja kokeilemaan.

Juri penää nyt kovaa dataa tiskiin. Se, että puutieteen professori sanoo arvostetussa alan perusteoksessa että kuumentaminen heikentää 10 -20 %, ei kelpaa. Oma kokemus, anekdootti tai parhaimmillaan datapointsi, nousee edelle. Kyllähän Hoadley jättää kysymyksiä ilmaan. Aihe kiinnostaa niin, että jahka ehdin, kaivaudun tiedon alkulähteille ja poustaan löydökseni tänne.

Jos jousiaihio höyrytetään tai muutoin kuumennetaan ennen sen tilleröimistä, ei voida mitenkään osoittaa tai edes olettaa, että puu ei heikentynyt kuumennuksessa. Alkuperäistä, kuumentamatonta aihiota ei koskaan saatettu jouseksi asti eikä sen ominaisuuksia tiedetä. Ehkä mystiset syreenien myötäkäyristymiset ja tammijousien selästä katkeamiset selittyvät juuri systemaattisella puun kuumentamisella.

Mitä olen itse lämpökäsitellyt jousia, niin suunnilleen puolet näistä on räjähtänyt vedossa, rehydroimisesta huolimatta. Olisivatko nämä koivu-, paju- ja jalavajouset räjähtäneet joka tapauksessa? Minun kokemukseni on, että jousen vatsan lämpökäsittely jättää vetolujuuden heikoksi lenkiksi. Modernin jousenpaahtamisen isä StLouis suosii paahtamisissaan vetolujia jalavia ja humalapyökkejä, ja toteaa esimerkiksi hyvien jousipuiden punatammen ja valeakaasian räjähtävän selästä lämpökäsittelyn jälkeen.

Puun lämpökäsitteleminen kauttaaltaan on tietenkin ankaran tutkimuksen kohteena, kaupallisissa tarkoituksissa. Itse työstin tätä thermo-timberiä (markkinajohtajan tuotemerkki) ekaa kertaa vuosituhannen vaihteessa eikä olisi tullut mieleenikään käyttää sitä ammuntakamoihin, niin rapsakkaa, jos myös todella stabiilia ja “hylkivää” puu oli. Tutkimusten tulos on, että lämpökäsitelty puu yleisesti ottaen heikkenee radikaalisti käsittelemättömään puuhun verrattuna, ks. esim.

Mielenkiintoisesti, Kocaefe et al 2008 totesivat, että matalissa lämpötiloissa lyhyen aikaa kuumennetun paperikoivun kovuus ja murtokerroin kasvavat ja kimmokerroin on normaalipuun tasalla. Kovemmilla lämmöillä ja pidemmän käsittelyn myötä nämä lähtevät selvään laskuun, mutta puun lahonkesto, stabiilius, läpäisemättömyys, väri ym. ominaisuudet kohenevat. Artikkelin koepalakuvien perusteella lujuuden kannalta optimaalisesti kuumennetussa koivussa lämpökäsittely hädin tuskin näkyy, ja tuota pidän ohjenuorana, kun jatkossa paahdan koivujousteni vatsoja.

http://ojs.cnr.ncsu.edu/index.php/BioRes/article/view/BioRes_03_2_Kocaefe_PB_ThermalTreatment_Birch_Aspen

Jousten jännelinjojen korjaaminen tai vaikkapa rekurvien vääntäminen päihin vaatii yleensä vain pienten alueiden kuumentamista ja so. heikentämistä. Suurin osa kaaresta on kuumentamatonta puuta, eikä paikallinen heikentyminen vaikuta kokonaisuuteen. Jouset eivät juuri koskaan hajoa kärkipäistään, anyway.

1 tykkäys

Mielenkiintoinen aihe! Kävin kurillani ThermoWoodin sivuilta kurkkaamassa mitä lämpökäsitellyn puun myyjä asiasta informoi ja kyllä se aika samaan Tuukan kommenttien kanssa menee: elastisuusominaisuudet kärsivät (lämpöpuuta ei saa käyttää pitkien ylitysten tukipuuna), puristusominaisuus voi jopa parantua.

Minkähänlaisesta lämpökäsittelystä professori oikein puhuu? Niillä nimittäin on eroja, paljonkin.
Itsekin pystyn kyllä halutessani aiheuttamaan ainakin 50 prosentin heikentämisen kaikissa ominaisuuksissa vain muutamassa minuutissa kuumailmapuhaltimen avulla, avotulella teen helposti vieläkin suurempaa tuhoa.
Teollisesti lämpökäsiteltyjä ruskeaksi paahdettuja laudepuita ja parinkymmenen minuutin höyrykylvyn saanutta jousiaihiota ei voi suoraan verrata toisiinsa.
Tulos on myös aivan erilainen jos jousesta paahtaa vatsan tai selän.

1 tykkäys

Kuten sitaatista selviää, Hoadley puhui puun höyryttämisestä sen taivuttamiseksi. 1980-luvulla ei termotimberiä ollut vielä keksittykään.

Haa, nyt taidan arvata mistä on kyse! Tässä teoriani:

Puuta lämpötaivuttaessa hartsit lämmitetään ensin sulaan tilaan, sitten puu väännetään mutkalle ja annetaan hartsien taas jäähtyä uuteen asentoonsa. Taivuttaessa mutkan ulommat kuidut kiskoutuvat kauemmas toisistaan ja sisemmät ilmeisesti taas lähemmäs toisiaan. Ulompien erilleen kiskottujen kuitujen väliin jää rakoja ja puun tiheys tältä alueelta vähenee.
Nyt jos lähdetään vääntämään puuta väkisin takaisin vastakkaiseen suuntaan niin se taipuu vähemmällä voimalla kuin lämpötaivuttamaton puu, koska puristusta vastaan olevat kuidut ovat väljemmässä.
Veikkaan että professori puhui tälläisestä tilanteesta, vastaisi myös omia havaintojani.

Tilanne olisi samanlainen kuin mainitsemassani lapojen keskikohtien taivutuksessa vastakaarelle. Rasittaessa taivutus ei kestänyt ja lapojen muoto palautui ennalleen. Tämän jälkeen lavat käyttäytyivät mielestäni taas kuin niille ei olisi mitään tehtykään.

Jännelinjaa korjatessa olen aina tehnyt varsin mietoja taivutuksia, sivusuuntaan.
Tällöinhän kuidut muuttavat asemiaan rasituksen suuntaan nähden eri tavalla. Kuitujen loittoneminen ja läheneminen tapahtuu lapojen sivuilla, sekä selkä että vatsapuoli samassa suhteessa, jolloin veto- ja puristuslujuuksien suhde toisiinsa pysynee samanlaisena.
Nythän voi olla niin että jousen lavan lämpötaivutetusta kohdasta on tullut heikompi sivusuuntaan vääntäessä mutta jänteen suuntaan taivuttaessa ei lujuudessa ole tapahtunut merkittäviä muutoksia.

Lämpökäsittelyn vaikutus ei todellakaan ole mikään yksiselitteinen asia. On totta, että teollisen lämpökäsittelyn on todettu heikentävän puun lujuusarvoja, enemmän tai vähemmän. Tuukan linkkaaman katsauksen perusteella trendi on selvä, joskin mukana oli myös päinvastaisia tuloksia. Tutkimuksissa kyse on useimmiten kunnolla, tummaksi lämpökäsitellystä puusta.

On tärkeää ymmärtää se, mitä lujuusarvoilla oikeasti tarkoitetaan. Puutieteessä puun veto- ja puristuslujuus ilmoitetaan lähes poikkeuksetta murtorajalla (MOR, modulus of rupture), mikä tarkoittaa sitä, että ilmoitettu lujuusarvo kuvaa sitä rasitusta, jolla puu hajoaa, murtuu vedossa tai puristuksessa. Puujousen tekijän kannalta puun murtolujuus sinänsä on merkityksetön, koska yleensä jousi on mitoitettu niin, että rasitukset ovat reilusti murtorajaa pienempiä. Jos puujousen materiaalin murtoraja ylitetään, niin tuloksena on hajonnut jousi. Toki, mitä suurempi murtolujuus on, sitä enemmän jousta voidaan rasittaa mutta se ei ole nyt olennaista.

Tärkeämpi parametri on niin sanottu kimmoraja, joka kuvaa sitä rasituksen tasoa, jolloin ylitetään elastisen palautumisen raja. Kimmoraja vastaa käytännössä sitä rasitusta, jolloin jousi alkaa virumaan, eli rasituksesta aiheutuu pysyvä muodonmuutos. Ja sen riippuvuutta lämpökäsittelystä ei ole tutkittu. Käytännön kokemukset viittaavat siihen, että kevyt lämpökäsittely pienentää jousen virumista, joka tarkoittaisi sitä, että kimmoraja tavallaan kasvaa. Yleinen kokemushan on osoittanut, että esimerkiksi viruneen jousen voi elvyttää lämpökäsittelyllä tai että vatsan lämpökäsittely parantaa jousen ominaisuuksia verrattuna lämpökäsittelemättömään jouseen. Näitä ei voi kukaan kiistää ja vaikea niitä on väärin tulkittujen havaintojen piikkiinkään laittaa. Toisaalta, jos kimmoraja kasvaa (materiaali venyy enemmän samalla jännityksellä), niin silloin kasvaa myös elastisuus, mikä ei luultavasti pidä paikkaansa.

Toinen tärkeä parametri on kimmokerroin, joka kuvaa tavallaan sitä, kuinka jäykkää materiaali on. Todennäköisempää onkin, että puun kimmokerroin (MOE, modulus of elasticity) kasvaa jonkin verran kevyesti paahdetulla puulla, kuten osassa tutkimuksista on ilmennyt. Se tarkoittaisi sitä, että jousen neutraalitaso siirtyisi vatsaa kohden, joka taas tarkoittaa sitä, että vatsan rasitus pienenee ja selän rasitus kasvaa. Se selittäisi lisäksi hyvin vatsastaan lämpökäsitellyn jousen edut sekä myös sen, miksi lämpökäsiteltyjä jousia on hajonnut selästä.

Pitäisi tehdä testejä laminoiduilla kappaleilla – selkä käsittelemätöntä puuta ja vatsa eri tavalla lämpökäsiteltyä. Pelkän lämpökäsitellyn puun testaaminen ei välttämättä anna realistia tuloksia, joita voisi tulkita oikein jousien suhteen, koska lämpökäsitellyssä jousessa vain vatsapuoli on altistettu lämmölle. Toki lämpö leviää mutta kuinka paljon sillä on sitten merkitystä.

No tän jousen kanssa kävi vähän köplästi. Paksahti selästä katki. No nyt varmaan siellä joku nostaa sormen pystyyn, että arvasin! Mutta eipäs vaan, ei katkennut tuosta järkyttävästi oiotusta paikasta, vaan 15-20cm vierestä (viides ruutu tilleripuussa vasemmalle). Joka minun mielestä puhuu hyvin höyryttämisen puolesta ja sen vaikutuksesta puun kestoon.
Oli jotenkin tosi haasteellinen tilleröidä koko jousi, millään en tuntunut saavan taipumaan tasaisesti. Juuri ennen räjähtämistä olin jo kuitenkin tyytymässä tilleriin, kun suorastaan räjähti päreiksi. Noh, tämä oli samasta tammisatsista, josta nyt selkärikon on kokenut 3/3 jousta.
Otin kuitenkin kuvia ennen hajoamista, joten jos joku haluaa heittää tilleriin kommenttia, oikein mieluusti! Olisi kiva jotain oppiakin tästä. :smiley:
Lyhensin jonkun 5cm, joten lopullinen mitta oli 175cm 35# @26". Aika vaatimattomia lukemia.

Me tehtiin aika monta tammijousta jousipajalla viime talven kuluessa. Yksi niistä pasahti ja siinäkin oli venkuraa muutamaan suuntaan. Nättiä tilleriä ei siitäkään mutkien takia saanut ja oli totuden nimissä myös liian vaativa palikka ensijouseksi. (terveisiä vaan Mikolle jos lukee tän) Älä luovuta, tuu tekemään paremmasta palikasta. Kyllä jousen omilla käsillä voi tehdä jos vaan malttia ja sitkeyttä on muutama tuuma.