竹集成材家具的造型与生产工艺模板.doc

竹集成材家俱造型和生产工艺(康典竹家俱)

自古以来人类就喜爱用木材和竹材来装点室内环境和制作室内家俱。所以，实木家俱和圆竹家俱历史悠久，源远流长，直至现代仍为大家所喜爱。竹集成材家俱是近几年开发出来新生竹家俱，因其材料含有大自然给予独特美感和优越材料特征，并含有生态性和环境保护性而为中国外，尤其为环境保护意识较强欧美发达国家所青睐。笔者从家俱基材、经典结构、基材天然造型要素、特殊件加工及使用场所等多个方面，对竹集成材家俱特点作分析研究。
1 竹集成材家俱基材制备
竹材纹理通直，韧性大，劈裂性好，易于劈篾编织，经过简单剖、冲、刨、磨等加工可制成多种生活用具，含有木材无可比拟优点。同时竹子含有繁殖轻易，生长快，成材早，产量高含有一次造林成功，可年年择伐，永续利用而不破坏生态环境特点。因为竹材结构和化学组成全部和木材有很大差异，其强度和密度全部高于通常木材，竹材产品强度大于通常木材产品，所以可用较小厚度竹材产品替换较大厚度木材产品，以取得经济上优势。竹材纹理通直，质感爽滑，色泽简练，易于漂白、染色和炭化等处理，完全能够和部分阔叶材相媲美，是生产集成材优质材料。
竹集成材是一个新型竹质人造板；它是经过以竹材为原料加工成一定规格矩形竹片，经三防(防腐、防虫、防蛀)、干燥、涂胶等工艺处理进行组坯胶合而成竹质板方材。依据家俱用材要求特点，可设计成以下结构：竹质立芯板材结构，竹单板(或竹薄木)结构，竹集成材横拼板，竹集成材竖拼板，上层横拼单板、下层为竖拼单板双层复合型板，上下表层为竖拼单板、芯层为横拼单板三层复合型板。竹集成材家俱就是用这种竹集成材加工而成一类新型家俱。竹集成材最小单元为竹片，所以它继承了竹材物理化学特征；同时又有本身特点。竹集成材含有竹材收缩率低特征，在一定程度上改善了竹材本身各向异性；并含有强度大、尺寸稳定、幅面大、变形小、刚性好、耐磨损，并可进行锯截、刨削、镂铣、开榫、钻孔、砂光、装配、多种覆面和涂饰装饰等加工方法，还能够调整产品结构和尺寸，并满足对强度和刚度等方面要求，来满足不一样使用要求。
竹集成材表面有天然致密通直纹理、竹节错落有致、板边缘可只需铣削加工，显示板边缘竹材天然质感，所以，家俱用竹集成材是良好结构材，并含有天然美学要素。另外，其结构不一样，装饰效果也不一样，所以这种板结构对家俱造型有一定影响，这方面同家俱用木质人造板有较大不一样，因为家俱用木质人造板不仅要饰面处理，更需要包边装饰。竹集成材生产关键采取低游离甲醛含量UF树脂胶或用无毒特种胶；相对传统木质人造板生产用胶而言，竹集成材生产用胶更注意环境保护性。竹集成材相对通常实木力学强度较大，且干缩系数较小，表1为竹集成材和橡木和红松力学强度比较。表1竹集成材和橡木和红松力学强度比较

经典板材竹质立芯板材制作工艺步骤：选竹→锯截→开条→粗刨→蒸煮、三防或炭化→干燥→精刨→选片→涂胶、陈化→表层胶拼→芯层胶拼→芯层刨光→整板胶合→锯边或开料→砂光→检验分等、修补包装
(1)选竹：竹片制造时基础采取竹地板生产工艺工序。选择离地250ram5m处毛竹杆，且要求粗、直，壁厚7～9mm，竹龄4～6a。竹龄过小，<4a时，其细胞内含物积累尚少，纤维问微孔径较大，纤维强度还未完全形成，在干燥后易引发变形，制成品干缩湿胀系数大，几何变形也大，故不宜选择；竹龄过大，>7a时，在干燥后，硬度过大(含硅量增加)，强度开始降低，对刀具损伤也大，故也不宜大量选择。
(2)锯截：依据产品长度再加9～10cm加工余量截断竹子得到竹段。
(3)开条：将上道工序所得竹段锯解成竹片。因为利用剖竹机来锯解竹段所得竹片直度不够，而给下面工序带来一定困难，并会降低材料利用率。所以为了获取直度满足要求竹片，宜采取工作台可移动开片锯来加工生产。
(4)粗刨：修平竹片内外节，并刨去一层竹青和竹黄，这么水分轻易进出竹材壁部，降低精刨机负荷和干燥装窑体积。缩短干燥时间。
(5)蒸煮：蒸煮目标是把竹材内蛋白质，糖类，淀粉类，脂肪和蜡质等营养物质除掉。完全蒸汽蒸煮时间为6～8h，分常压和加压两种，其中加压蒸煮压力为0．6～0．8MPa；蒸煮同时可增加竹片白度和亮度。另外，蒸煮时可加入防虫剂、防腐剂和防霉剂进行三防处理。
(6)炭化：炭化也是为了把竹材内营养物质除掉。它是将竹片在高温，高湿下变成深棕色；炭化温度为100～105℃，压力为0．3～0．4MPa，时间为3～4h。
(7)干燥：蒸煮处理后竹片，含水率超出80％，达成饱和状态，需要进行干燥处理。竹材密度较大，为0．8g／cm3左右，且密度分布不均，竹壁外侧密度较内侧大。竹节部分密度局部增大，竹杆茎部向梢部密度逐步减小，所以，竹材干燥比较困难，易产生内部应力，造成翘曲变形。所以，竹片干燥温度不宜过高，通常控制在75℃左右，升温不能太快，要注意窑内干燥温度及空气循环速度。干燥后含水率为7％～9％，竹片达成干燥工艺标准要求，制成品才不易变形、开裂或脱胶。
(8)精刨：竹片干燥后要进行精刨以除去竹片竹青和竹黄，厚度精度保持在±0．2mm之内，刨刀片选择硬质合金刀具。
(9)选片：选片要求达成两个目标，一是剔除机械加工中不合格竹片，另一是将色泽差异大竹片分级，变色要增加调色工序，以淡化竹片色泽。同一块板材应选择色泽一致竹片。
(10)涂胶：采取脲醛树脂胶粘剂，其固含量60％～65％，粘度35～50Pa·S，施胶量控制在200g／m左右。也可对脲胶进行改性或使用其它胶种，以增加或提升一些性能。竹片在涂胶后应陈化，其时间应比木质材料陈化时间长部分(通常为l5～20rain)，这是因为竹材弦向或径向吸水速率较低。
(11)表层胶拼：表层材料为竹片横拼板时，竹片径面为胶合面，经过横向胶拼成一定规格尺寸表层材料。
(12)芯层胶拼：把色泽较一致并经涂胶陈化后竹片按青对青、黄对黄排列弦面作为胶合面，然后按所需要宽度排列，并经过拼板压机胶拼成一定规格尺寸芯层材料。胶压设备采取蒸汽或高频加热双向单层压机。
(13)芯层刨光：胶拼后芯层材料(芯板)需进行刨光处理，使芯层厚度均匀一致，要求芯层厚度公差为±0．2mm。
(14)整板胶合：因为竹材导热系数比木质材料略小，所以其热压时间应略长于木质材料；热压温度和木质胶合板相同，热压压力可视竹片平整度而异，且和压机操作次序相关，通常比木质材料稍大。采取热压，温度为100～ll0℃，多层胶合时，正压压力为1．5～1．8MPa，竖拼时侧压压力为l～1．5MPa；时间为10～12min；热压后板坯在冷却过程中易产生变形，需放入冷压机中，使之在受约束情况下冷却定型，以确保板材平整。
(15)锯边或开料：冷压后板坯经开料锯进行纵横向锯边或开料成要求规模尺寸。
(16)砂光：用宽带砂光机，对一定规格尺寸(长×宽)板材表面进行磨削加工，以确保板材表面光洁，厚度均匀。
(17)检验分等、修补和包装：砂光后板材应进行检验、分等和修补，然后再按等级包装入库。其它竹集成材板方材制作工艺基础上和竹质立芯板制作工艺相同。
2竹集成材家俱经典结构
依据竹集成材家俱基材特点，可开发成三种类型竹家俱：一是以榫接合为主传统家俱，造型和结构上类似于传统硬木家俱，这类竹家俱结构基础上可采取实木家俱结构，但在营造框式家俱造型效果时，直接经过板面铣型实现，可节省材料和降低工序，降低成奉。原实木家俱框架结拘是镶嵌式，而对于竹集成材家俱可经过铣削来实现这种框式造型(图1)；二是现代板式竹集成材家俱，可实现标准型部件化加工。竹材强度较大，为此．竹集成材板式家俱在整体造型上可更为轻巧，简练，明快在结构上，基础可采取木质人造板连接方法，但连接件强度要求更高，并宜使用牙距大、牙板宽而利于专用螺钉或硬木自攻螺钉(图2)三是造型优美竹集成材弯曲家俱，关键发挥竹材很好纵向柔韧性。

和竹集成材家俱相比，传统圆竹家俱，机械化程度低造成其生产效率下降，传统结构和工艺，无法实现系列化、标准化、通用化大批量生产；而竹集成材家俱，打破传统工艺，实现工业化生产和家俱模数化组合、延展、可移动；整体设计上崇尚家俱天然，朴素，环境保护特征。
竹集成材家俱结构可采取接合方法为胶接合、榫接合、结构连接件接台、竹销(条)竹钉接台和“32nnn系统”设计胶接合关键用于竹集成材家俱基材本身结构胶合。竹材强度及韧性很好，可做竹钉或作为辅助加固连接(图3)

3竹集成材家俱基材本身含有造型特征
经过对竹片表面外形特征分析，竹片通常含有竹节、端面、弦面和径面。通常情况下。单根竹片大小相对和其所在家俱板面是比较小，在造型设计上往往可将其视为造型形态要素中线．由此，竹节、竹片端面、竹片弦面和竹片径面就可分别被视为节点端点、弦面线和径面线。我们能够提炼出竹片在竹集成材家俱造型上含有最基础组成要素：点和线。依据实际需要并经不一样生产工艺处理，竹片可保持天然本色，也可经炭化处理成（深)棕色，还可染成多种多样颜色，现在这种处理比较少由此，竹片还含有造型中色彩要素，且目前关键颜色为本色和棕色；在造型设计中，可利用这不一样颜色竹片组成漂亮图案这些固有造型要素含有很强装饰效果，并给予竹家俱造型以新概念。
竹集成材家俱整体造型上显得更为轻Ij，更能表现竹材刚性和力美学另外，竹材纵向含有很好柔韧性，充足利用这一特征，能够制作出造型更为丰富，更为优美竹集成材弯曲家俱，从而深入满足不一样生活需要竹集成材家俱可不用封边处理竹集成材依据组坯层数分为单层、双层和多层。能够经过铣削加工板边缘，表现竹材天然质感，而且铣边是一个很快一次性操作工序，比用贴面封边要廉价得多(图4～12)：

4竹集成材家俱弯曲构件加工方法(图l3)

选片→锯截→开条→粗刨→蒸煮、软化、三防→捆扎→放入模具→弯曲→干燥定型→竹片条潦礁→拼宽菠台→单屠竹片条板→竹片条板刨削定厚砂光→竹片条板涂腔→组坯→层积腔台→弯曲竹材集成材构件
5关键使用场所
竹集成材家俱属中高级家俱，使用场所广泛；按社会生活中部分经典社会活动类型和经典工作、生活环境不一样，可分为民用家俱、办公家俱(如文员桌、文件柜、大班台、大班椅等)、特种家俱(如公共建筑家俱、商业家俱、宾馆家俱、学校用家俱等)和户外家俱(如公园、游泳池及花园用家俱等)现在，可依据这些地方不一样特点结合竹材材性和造型上忧势，如结构轻巧，纵向易弯曲，含有刚性线形和天然古朴纹理和质感，轻易营造回归自然、返朴归真环境等进行设计．已基础上可生产出含有地方特色或满足特殊气氛要求竹集成材家俱。
6小结
(1)古今中外，大家全部是利用自然界最轻易取得且最轻易加工材料来制作家俱，首先被广泛采取树料是木材，被用于做实术家俱．其次是竹材．梭用来做圆竹家俱。伴随中国对竹材工业化利用技术发展，开发出来竹集成材现已被用来制作竹集成材家俱，从而为整个家俱业发展注入了新鲜血液，同时也拓宽了竹家俱内涵并给了竹家俱现代文明气息。竹集成材家俱．因其含有生态性和环境保护性集聚了竹材天然特征、实木家俱及板式家俱加工特点，打破了传统圆竹家俱结构和加工工艺，实现工业化生产和家俱模数化组合、延展、可移动整体设计上崇尚家俱天然，朴素，环境保护特征．为中国外消费者所青睬。
(2)竹材强度和密度全部高于通常木材．可用较小厚度竹材产品替换较大厚度木材产品，以取得经济上优势。竹材纹理通直，质感爽滑，色泽简练，易于漂白、染色和炭化等处理，完全能够和部分阔叶材相媲美。竹集成材幅面大、尺寸稳定；强度大、刚性好、耐磨损；含有一定防虫、防腐性能；在一定程度上改善了竹材本身各向异性；能够进行多种覆面和涂饰装饰，以满足不一样使用要求。
(3)竹集成材家俱可开发成三种类型竹家俱：一是以榫接合为主传统家俱，造型和结构上类似于传统硬木家俱；二是现代板式竹集成材家俱。在结构上，基础可采取木质人造板连接方法，但在整体造型上可更为轻巧，简练，明快。三是造型优美竹集成材弯曲家俱，关键发挥竹材很好纵向柔韧性。
(4)在竹集成材家俱中，竹片上竹节、端面、弦面和径面可被视为造型上最基础组成要素：点或线。这些固有造型要素含有很强装饰效果，并给予竹家俱造型以新概念；可利用炭化竹片和本色竹片拼成漂亮图案。
(5)竹集成材家俱属中高级家俱，可作为民用家俱；可用于餐厅、宾馆、茶室、咖啡厅等营业场所，也可用于办公楼、写字楼、学校等公共场所。