实木家具开裂变形原因和改进措施.pdf

2 0 1 3 焦第2 期辽宁林业科技J o u r n a lo fL i a o n i n gF o r e s t r yS c i e n c e&T e c h n o l o g y2 0 1 32实木家具开裂变形原因和改进措施尹满新(辽宁林业职业技术学院，辽宁沈阳1 1 0 1 0 1)摘要：该文通过对家具工厂的调研发现，造成实木家具产生变形开裂的主要原因为设计不合理、干燥设备落后、干燥工艺不成熟、使用方法不当等，在此基础上提出防止实木家具发生开裂变形的改进措施，以期为实木家具质量的改善提供帮助。关键词：实木家具；开裂；变形；改进措施中图分类号：$7 8 2 3 l文献标识码：C文章编号：1 0 0 1 1 7 1 4(2 0 1 3)0 2 0 0 3 3 0 3实木家具对加工工艺及材质要求很高，实木的选材、烘干、指接、拼缝等要求都很严格，如果哪一道工序把关不严，小则易出现开裂、结合处松动等现象，大则整套家具出现变形，无法使用。引起实木家具开裂变形的主要因素是木材本身特有性质干缩湿胀性。正是由于木材的干缩湿胀使得实木家具出现板件开裂、框架变形、榫接合失效等质量问题u-。要消除由于木材干缩湿胀给实木家具产品带来的不利影响，需从家具设计、木材干燥、生产加工、合理使用来进行控制。1实木家具开裂变形原因1 1 家具设计不合理实木家具设计是消除实木家具开裂变形不容忽视的手段之一，合理的设计可以延长家具使用寿命，包括：尺寸合理设计、拼板结构合理设计等。需要注意的是在实木家具设计中要考虑木材的树种不同，设计也应该有所差别。1 2 干燥设备落后对于实木家具企业来说，干燥设备的正确选用能极大提高木材干燥质量，包括：降低木材内应力、提高木材干燥均匀度等。而目前很多小型家具企业由于资金不足，没有配置先进干燥设备，从而导致木材干燥质量较差，用做家具原料后，易引起家具开裂、变形等缺陷。1-3 干燥工艺不成熟干燥基准是木材人工干燥过程中调节干燥介质温度和湿度变化的程序表，为干燥过程调节的依收稿日期：2 0 1 2 一1 1-1 6据。干燥基准是木材干燥工艺的核心，对木材干燥质量的优劣和干燥速度的快慢有决定性的影响。很多小型家具企业由于技术落后，没有成熟的干燥工艺，导致在干燥过程中易引起木材产生开裂变形等缺陷，降低了木材质量。1 4 使用方法不正确实木家具平衡含水率会随周围使用环境平衡含水率的变化而变化，从而使得木材发生干缩湿胀。在北方，冬季室内温度较高，空气湿度较低，实木家具长时间处于这种环境下，其自身平衡含水率会逐渐趋近于室内环境平衡含水率，导致实木家具出现干缩，产生开裂变形，减少实木家具使用寿命。2 改进措施2 1注重实木家具设计合理性2 1 1 榫的尺寸设计实木家具中的结合方式主要是榫接合，榫接合一般采用直角榫口-，榫眼深度方向为横向，宽度方向为纵向，厚度方向为横向；榫头长度方向为纵向，宽度和厚度方向为横向。木材具有各向异性，不同纹理方向干缩湿胀不同，在榫头厚度方向应采用间隙配合，即：在榫头宽度上应采用过盈配合来防止家具使用过程中榫接合失效。具体配合尺寸如下：榫头厚度=榫眼宽度，榫头宽度=榫眼宽度+1I T k m。2。1 2 拼板结构设计由于木材本身各向异性，板材弦向干缩系数大于径向(弦向6 1 2，径向3 6)，故生产中用于拼板的零件最好为径向板。另外，拼板的结合万方数据第2 期辽宁林业科技形式也是防止其裂缝开裂的重要因素”1。以往拼板采用的是对拼或企口槽拼的拼接方式，但实践证明当板厚允许开指接榫的情况下，采用指接拼板方式对防止板木的开裂尤为有效。2 2 板材合理干燥2 2 1 木材干燥基准选择木材进行干燥时主要是根据木材的树种、厚度以及用途来选择干燥基准，基准选择是否合理直接影响木材干燥质量和干燥产量。首先从木材种类来看，木材分为针叶材和阔叶材两种，由于二者材性不同，干燥基准选择也不同”，。针叶材一般纹理通直、水分传导性好，在干燥过程中木材含水率梯度及内应力较小，木材不易产生缺陷，容易干燥，所以一般选用较硬的干燥基准来干燥木材，而阔叶材水分移动慢，在干燥过程中木材含水率梯度及内应力较大，木材易产生缺陷，所以一般选用较软的干燥基准来干燥木材；其次从木材厚度来看，木材越厚越难干燥，选择干燥基准时应选择较软的干燥基准；最后从木材用途角度来看，对于一般用途的木材，可以选择较硬的干燥基准，缩短干燥时间；而对于重要用途的木材，如航空木材，干燥时应考虑保持木材良好的机械性质和力学强度，选用相对较软的干燥基准。另外，由于沿板材厚度方向存在含水率梯度，加工时板材表层较干，芯部较湿，表层作为加工余量刨掉，使得板材平均含水率高于木材终含水率。为了使加工后产品的平衡含水率能够与使用地平衡含水率相适应，在选用干燥基准时，应将木材终含水率数值设定的比使用地平衡含水率低2 3，从而确保木材不会产生开裂变形。2 2 2 干燥板材养生要使木材沿厚度方向含水率一致，除了确保选用合理干燥基准对木材进行干燥外，在干燥结束后还应对木材进行适当养生。养生目的：进一步平衡木材内的含水率。木材在干燥过程中，材堆的上下部、内外部，以及每一块木材的内外含水率均不同，适当时间养生，可以使木材内部含水率趋于一致；可以使木材内应力得到释放。木材在干燥过程中，水分的变化导致木材各方向尺寸和体积的变化，使得木材产生内应力，木材保持一定的养生时间，可有效降低内应力。养生方法：将板材按正确方法进行堆积，放置在仓库内养生。一般用于实木家具生产的硬木，陈放期宜在2 0d 以上，国家标准规定放置2 7d 是最，-3 4-起码时间，但要求板库内湿度控制在4 0 一5 0，温度控制在3 5 4 0。2 2 3 板材强制含水率平衡如果板材干燥后沿厚度方向木材含水率梯度较大，此时需要将板材放置在于燥窑内进行强制含水率平衡，即：对板材进行二次干燥处理，来减少成品的翘曲和开裂发生几率。方法：将窑内干球温度控制在4 0 5 0。C，湿球温度应根据木材最终含水率而定，循环风速大约为0 5m s，平衡时间根据木材的厚度与含水率隋况而定。2 3 加工工艺控制2 3 1 集成材工艺控制胶黏剂控制砸，。胶黏剂配量最好不要超过lh，且主剂与固化剂混合后，人工搅拌时间不超过5m i n、机器搅拌0 5 1m i n；涂胶量1 5 0 1 8 0g m 2；胶合压力为：针叶材0 5 lM P a，阔叶材1 1 5M P a，一般胶合压力取决于木材树种的软硬度。预热板材。拼板前需对板材进行预热处理，目的是为了防止板材温度过低导致胶黏剂粘合强度下降。一般情况下，环境温度和板材温度在2 0 3 0 时粘合效果最佳，若环境温度和板材温度低于1 0 时，操作工人应适当延长拼板保压时间，防止拼板粘接不良。指接条陈放。从含水率来看，指接材拼接时相邻拼板含水率偏差必须控制在2 以内；防止拼接后板材发生翘曲变形；温度应控制在室温2 0。3 0 c C；养生时间，最好控制在2 4 h 以上。集成材陈放。集成材卸压后，需将板材移动到有热源的地方对其进行养生。养生期间集成材按照正确的堆垛方法进行堆积，注意堆积时材堆底部放置水平垫木，隔条上下垂直并留有一定空隙，每一层隔条两端隔条要与板材端部对齐，防止板材端部胶层开裂，当然也可采用塑料包裹的方法来防止端部胶层开裂。养生环境温度一般设置在2 0。(2左右，养生时间由胶粘剂种类而定。2 3 2 生产环境要求生产环境的温度和湿度对集成材的加工影响很大，直接影响集成材的质量。因此，企业要想提高产量和质量，必须控制环境的温度和湿度。首先，胶黏剂的使用环境温度一般在1 0。3 0。C，为了保证加工质量，冬季最好将环境温度控制在I O。C 以上，夏季控制在3 0。C 以下为宜。而环境湿度控制在1 2 以下，可以防止家具制品在自然环境下吸湿。万方数据第2 期尹满新：实木家具开裂变形原因和改进措施2 0 1 3 圭g=一一其次，为了防止实木家具含水率升高，包装纸箱含水率也需要进行适当控制。一般包装纸箱的含水率在1 4 1 8，使用时需对其进行除湿处理，使其达到1 0 左右，再进行使用。2 3 3 零部件加工要求口1家具零件在机加工车间及木工车间最重要的是降低木材零件的吸湿速度。当然最好的方法是在机加工车间及木工车间安装除湿设备，但是为了节省成本，一般采用的方法是提高零部件加工效率，缩短加工周期，从而缩短零部件吸湿时间。如：对于雕刻、曲面曲线加工的零部件，由于其加工时间较长，可以优先加工；对于需要二次加工(指家具零件经过木工组装后还要重新回到机加工车间进行尺寸修正、砂光等再次加工)的零部件进行优先加工，来缩短加工周期；对于可拆装家具，可以先涂饰、后入库等方法。工艺设计是否合理，也直接影响木材加工周期的长短。如：对大批量生产任务，可采取多批次加工方式，缩短加工时间。由于实木家具生产周期较长，企业可以实行零部件专业化生产，来达到缩短生产周期的目的。2 3 4 涂料涂装要求漆膜具有保护木材、提高实木家具美观性的作用，是否使用质量较好的油漆及是否使用正确的方法进行涂饰，对确保实木家具质量来说也是非常重要的。一般对于抛光类家具白坯部件的含水率应控制在1 0 以内；对非抛光类家具白坯部件的含水率应控制在1 2 以内才可以涂油漆。对含水率失控的部件应采取补救措施，如采用二次干燥或表面除湿等方法，使其达到要求的含水率。2 4 实木家具使用要求对于实木家具的使用主要是防止其出现开裂、变形缺陷。而产生缺陷的原因主要是因为木材含水率变化引起的，所以在使用时要注意：家具不能让阳光长时间照射；不能让家具处于过冷或过热的环境当中；不能让家具处于过于干燥或过于潮湿的环境当中等。3 小结引起实木家具开裂变形的改进措施还有待进一步研究，找到更好的解决方法，如使用先进仪器设施、完善生产过程、引进高素质高技能人才等对于实木家具未来更好的发展，也需要科研人员及企业共同努力来完成。参考文献：1】彭万喜，张仲凤，陆绍聪，等循环干湿处理对尾巨桉木材含水率影响的研究 J 辽宁林业科技，2 0 0 7(4)：5-8 2 张璧光，谢拥群。木材干燥的国内外现状与发展趋势 J】干燥技术与设备，2 0 0 6(1)：1 9 2 6 3】胡景初现代家具设计 M 北京：中国林业，2 0 0 0：9 6【4 刘忠传木制品生产工艺学 M】北京：中国林业，1 9 9 4：1 0 5 5 庄寿增对我国木材干燥技术创新与发展问题的几点思考【J 林产工业，2 0 0 8(2)：5 0 5 1【6】韩铖，于晓云，周强，等浅析集成材生产工艺 J 辽宁林业科技，2 0 0 4，(1)：3 1 3 3(7】王明刚实木家具厂对木材含水率的控制 J】企业科技与发展，2 0 0 9，(8)：7 4 7 5【责任编辑：董莉莉)S E!ES E ES E E El E s ES E l E S ES ES Ea!l S El ES S E Ea E ed E 6 幽d“厶d E d 幽d 山d 山d 瞰撤叫芒“心h 址d 王地d h 址蔓h 址d E 娆d 曲址d 妞破h 旺越“q 破h 北d 厶旺(上接第2 8 页)5 2复壮抗虫根据双条杉天牛喜欢寄生衰弱树及新移植树木的特性，有必要对桧柏树实施浇水、施肥、中耕松土等复壮措施，提高其抗虫性；新移树木要带土球随起随栽，大树必须设支柱以防风吹，促使树木很快发芽成活。5 3阻止产卵在越冬成虫尚未外出活动前，对前一年发生的树木进行树干涂白预防成虫产卵。利用成虫喜欢在新伐除原木上交尾产卵的习性，于林缘避风向阳处，用饵木引诱双条杉天牛产卵，然后集中消灭。5 4化学防治发现有双条杉天牛发生危害时必须及时进行化学防治，成虫防治于4 月上旬成虫羽化前对树干3m 以下部位喷绿色威雷2 5 0 倍液，触杀成虫；幼虫防治于5 月上旬初孵幼虫期、低龄幼虫期树干涂毒药环，或于5 月下旬向虫孔内注4 0 的氧化乐果5倍液、用磷化铝毒签插入虫孔；必要时可多管齐下，以求显效。参考文献：【l】王宇飞，赵树英，李志武园林有害生物 M】沈阳：辽宁科学技术出版社，2 0 1 0 2】王淑英中国森林植物检疫对象【M 北京：中国林业出版社，1 9 9 6。(责任编辑：苑辉)一3 5 万方数据实木家具开裂变形原因和改进措施实木家具开裂变形原因和改进措施作者：尹满新作者单位：辽宁林业职业技术学院,辽宁沈阳,110101刊名：辽宁林业科技英文刊名：LiaoNing Forestry Science and Technology年，卷(期)：2013(2)本文链接：