小徑木集成材家具設(shè)計(jì)與加工工藝探究

候新鵬

摘要：由于大徑級(jí)木材資源的價(jià)格逐漸迅速下降，因此豐富的大徑級(jí)木材資源也受到了人們的重視，并被廣泛應(yīng)用在建筑材料和家具中，以減少市場(chǎng)上日益突出的木材供需矛盾。室內(nèi)裝飾等設(shè)計(jì)領(lǐng)域。本文以小徑級(jí)集成材的機(jī)械加工工藝為基礎(chǔ)，并根據(jù)材質(zhì)表面特性與機(jī)械加工性的共同特點(diǎn)，剖析了小徑級(jí)集成材加工與現(xiàn)代家具設(shè)計(jì)之間的創(chuàng)新關(guān)聯(lián)，并探討其效果。小徑級(jí)集成材工藝對(duì)家具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)過(guò)程的合理性及其對(duì)自身生產(chǎn)附加值的影響，為小徑級(jí)木集成材在家具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用提供了新的參考元素，拓寬了聯(lián)系。提供木制家具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及小徑材高附加值用途的參考資料。

關(guān)鍵詞：小徑木集;成材家具;家具設(shè)計(jì);加工工藝

引言：作為家具設(shè)計(jì)的材料基礎(chǔ)，材料是影響家具形式、功能和結(jié)構(gòu)的主要因素之一。小徑木集成材材料作為家具的原材料，不僅拓寬了木制家具的材料范圍，而且有效地提高了木材的利用率，并且可以影響家具原材料的各種因素。小徑級(jí)集成材家具的生產(chǎn)為了將小徑級(jí)集成材家具的生產(chǎn)過(guò)程及其形式、結(jié)構(gòu)和功能以另一種表達(dá)家具產(chǎn)品的方式進(jìn)行無(wú)縫統(tǒng)一，正在進(jìn)行創(chuàng)新的聯(lián)合。

1.小徑木集成材概述

小徑木材集成材是中國(guó)木制品開(kāi)發(fā)市場(chǎng)上使用小徑材料最為普遍的加工方法之一，把天然次生林、速生林等劣質(zhì)木料，切割加工成小板材。是指通過(guò)加工適當(dāng)規(guī)格的木材，將其干燥，粘合，并適當(dāng)?shù)亟M裝和壓制而制造的。一般公司制造高小徑級(jí)木紋板常見(jiàn)的流程，包括：小徑材→合理制材（規(guī)格鋸材）→干燥→縱鋸橫截→配料→銑齒→涂膠→膠合（平拼接長(zhǎng)或指形榫接長(zhǎng)）→涂膠→拼板→養(yǎng)生→砂光→集成材。小徑木集成材材料是生產(chǎn)木制家具的主要原材料之一，不僅保持了木材本身的原始品質(zhì)，而且去除了木材的節(jié)子、疤痕、腐蝕等缺陷。經(jīng)過(guò)加工處理的成品具有自然美觀的質(zhì)感和色澤。試驗(yàn)結(jié)果證明，木集成材強(qiáng)度約為一般原木原料的一點(diǎn)五倍左右，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)，并且按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行加工制作，設(shè)計(jì)要求具有很強(qiáng)的實(shí)用性。例如，地板、門(mén)窗、家具和木制品等的裝飾材料與構(gòu)件用材，并可改性加工以產(chǎn)生良好的耐火與防水等特性。此外，小徑木材的原材料種類繁多，家具市場(chǎng)火爆，除一般松木、楊樹(shù)、桉樹(shù)外，還有許多從稀有樹(shù)種中采集的小徑木材。深受廣大消費(fèi)者的歡迎。經(jīng)過(guò)加工后小徑級(jí)集成材的市場(chǎng)價(jià)格將不可估量，為小徑級(jí)集成材在家居基材市場(chǎng)中占主導(dǎo)地位鋪平了道路[1]。

2.集成材家具設(shè)計(jì)分析

2.1家具造型關(guān)聯(lián)性分析

材料也是家具表面特性最直覺(jué)的源泉，用戶的視野、觸覺(jué)和嗅覺(jué)都能夠最直覺(jué)的和商品發(fā)生互動(dòng)。利用了物料本身的材質(zhì)、顏色、重量、質(zhì)感、溫暖等表面特征，有助于表達(dá)獨(dú)特的設(shè)計(jì)感性，從而表現(xiàn)商品的特殊含義。而沒(méi)有表層裝飾的小徑一體面板，則延續(xù)了木頭天然的細(xì)膩、柔韌、親膚等特點(diǎn)，表層紋路筆直、緊密、優(yōu)美，但由于面板方向的不一樣，板的紋理清晰.天然大徑材色澤一致，在拼板時(shí)也可選用同色，以防止大徑材色澤不均而導(dǎo)致的材質(zhì)損失。但因小徑材料含水率不穩(wěn)，集成材表層產(chǎn)生的凹凸不平，可利用后續(xù)機(jī)加工技術(shù)進(jìn)行提升。

同時(shí)，為進(jìn)一步滿足市場(chǎng)需求，豐富家具的外觀造型[2]。

2.2家具功能關(guān)聯(lián)性分析

在家居產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，家居的功能是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。家居產(chǎn)品設(shè)計(jì)的功用主要表現(xiàn)在二個(gè)方面，一是附著于制作家具材料上的功能性物質(zhì)。可將人工防潮、隔熱等附加物與家居功能相結(jié)合，以確保產(chǎn)品具備相同的功能特性。但是，家具的功用卻和家具的構(gòu)造性質(zhì)分不開(kāi)，構(gòu)件成為了實(shí)現(xiàn)該功用的材料基石。家具產(chǎn)品也是按構(gòu)造性質(zhì)劃分。結(jié)構(gòu)的本質(zhì)主要是由家具結(jié)構(gòu)與零件的組合構(gòu)成，材料成為所有結(jié)構(gòu)功能的材料基礎(chǔ)，影響著構(gòu)件的結(jié)構(gòu)組成以及構(gòu)件的熱力學(xué)性能，也決定了如何完成功用。而集成材是由小徑等的木板和大板組合而成，材料特性也比較穩(wěn)定，抗拉抗彎強(qiáng)度高，機(jī)械加工性能優(yōu)良?？砂凑諜C(jī)加工尺寸制造，根據(jù)連接方法可選擇用榫卯接頭、膠合機(jī)、或接插件等連接方式，以適應(yīng)各種用途的要求。此外，在與集成材交錯(cuò)粘接方向或使用榫頭粘接時(shí)，若接頭節(jié)點(diǎn)的抗拉強(qiáng)度高于抗彎強(qiáng)度，則可相應(yīng)提高零部件的橫向斷面尺寸。當(dāng)接頭構(gòu)件需要承載更大的剛度時(shí)?；蛟诹慵M截面規(guī)格相同時(shí)，當(dāng)榫卯結(jié)構(gòu)相連時(shí)，通常使用結(jié)合了剛度較好的圓柱形和榫卯結(jié)構(gòu)取代了方形結(jié)構(gòu)，并同樣具備足夠的裝飾性。

2.3家具情感關(guān)聯(lián)性分析

家具感性設(shè)計(jì)是連接家具產(chǎn)品與消費(fèi)者的橋梁。在家具設(shè)計(jì)的各個(gè)過(guò)程中，產(chǎn)品通過(guò)由內(nèi)到外的直觀外觀和內(nèi)在精神的雙重體現(xiàn)，具有特定的情感內(nèi)涵，滿足消費(fèi)者的各種情感需求。以家具款式、形狀、色彩等直觀的情感滿足消費(fèi)者的愉悅、活力、簡(jiǎn)約、復(fù)古感，注重體現(xiàn)消費(fèi)者情感需求滿足的設(shè)計(jì)，從而滿足消費(fèi)者的需求，小徑木集成材材料的材質(zhì)多樣，因此保持了天然的木材色澤，對(duì)成品的親和力高。簡(jiǎn)單的價(jià)值取向。此外，由于集成材優(yōu)異的機(jī)械加工性能和穩(wěn)定，可以滿足生產(chǎn)過(guò)程中的大部分加工要求，具有較高的品質(zhì)因數(shù)，通過(guò)它加工的各種優(yōu)質(zhì)功能部件，以小徑材為原料制成的集成材，盡可能地保持了天然木材的各種特性，大大緩解了木材加工市場(chǎng)對(duì)天然木材的迫切需求。集成材在加工過(guò)程中環(huán)境和能源消耗低，是制造家具產(chǎn)品的重要環(huán)保材料來(lái)源[3]。

3.集成材家具設(shè)計(jì)與加工工藝分析

目前，集成材家居的設(shè)計(jì)思路大多是遵循傳統(tǒng)實(shí)木家具的基本設(shè)計(jì)原則與標(biāo)準(zhǔn)?；蛘撸捎眉刹臑榛w，并將填充芯的最外側(cè)與薄板粘接，再進(jìn)行成形加工以生產(chǎn)家具配件[4]。但整體家具設(shè)計(jì)定位仍以中低端居多，對(duì)高檔產(chǎn)品意識(shí)較薄弱。經(jīng)過(guò)以上分析，小徑級(jí)集成材的表面特性、加工性能、物理力學(xué)性能和對(duì)家具設(shè)計(jì)的重要性，并根據(jù)現(xiàn)代集成材家具加工工藝的科學(xué)技術(shù)方法與理論，進(jìn)一步發(fā)展了先進(jìn)的集成材工業(yè)技術(shù)和木制家具板風(fēng)格并隨著現(xiàn)代化的發(fā)展趨勢(shì)，提供了一個(gè)以集成材為基體的新型復(fù)合結(jié)構(gòu)和可拆卸榫卯結(jié)合家具。以大型一體板為基材，設(shè)計(jì)可直接更換木板和人造板，讓消費(fèi)者以更低的成本享受木材的質(zhì)感。主要采用半嵌榫孔結(jié)構(gòu)，采用半橢圓榫嵌接組合形成框架，下面板和框架通過(guò)直角榫，結(jié)構(gòu)可分離連接，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，兩本半橢圓書(shū)合二為一。具有高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度的橢圓榫安裝臺(tái)，如圖1所示。

連接結(jié)構(gòu)采用榫卯連接，易于理解和拆卸，既保證了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，又簡(jiǎn)化了生產(chǎn)加工過(guò)程。一般工藝流程為：涂膠毛料加工（板材、精剪）制網(wǎng)（開(kāi)槽、開(kāi)榫、銑削、拋光）零件組裝機(jī)加工精加工總裝涂裝檢驗(yàn)。因此，將一定寬度的集成板砂磨到一定厚度后，直接從CNC數(shù)控設(shè)備中得到板的粗略形狀，自動(dòng)銑削，銑出榫槽。輸入任何問(wèn)題，最后打磨和完成過(guò)程。在實(shí)際生產(chǎn)中，可以根據(jù)實(shí)際需要，選擇合適的單板貼面材料或裝飾方式，進(jìn)一步修改產(chǎn)品的整體造型，以適應(yīng)消費(fèi)者的需要[5]。

總結(jié)

隨著2017年禁止天然林商業(yè)采伐政策的出臺(tái)，原木資源日益稀缺，小徑木集成材材料的市場(chǎng)價(jià)值和發(fā)展空間逐漸增大。我們客觀地分析了以集成材為基材的家具設(shè)計(jì)制造的相關(guān)要素，提出了一種基于接縫榫卯結(jié)構(gòu)的新型一體式木家具，并對(duì)整體加工流程進(jìn)行了分析和制定。提供先進(jìn)方向的層壓木制品設(shè)計(jì)建議，提高層壓木制品的附加值，進(jìn)一步開(kāi)拓小徑材利用市場(chǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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