竹集成材家具造型与生产工艺.doc

竹集成材家具的造型和生产工艺 自古以来人类就喜欢用木材和竹材来装点室内环境和制作室内家具。因此，实木家具和圆竹家具历史悠久，源远流长，直至现代仍为人们所喜爱。竹集成材家具是近几年开发出来的新生竹家具，因其材料具有大自然赋予的独特美感以及优越的材料特性，并具有生态性和环保性而为国内外，特别为环保意识较强的欧美发达国家所青睐。笔者从家具基材、典型结构、基材天然的造型要素、特殊件加工及使用场所等几个方面，对竹集成材家具的特点作分析研究。 1 竹集成材家具基材制备 竹材纹理通直，韧性大，劈裂性好，易于劈篾编织，通过简单的剖、冲、刨、磨等加工可制成各种生活用品，具有木材无可比拟的优点。同时竹子具有繁殖容易，生长快，成材早，产量高具有一次造林成功，可年年择伐，永续利用而不破坏生态环境的特点。由于竹材结构和化学组成都和木材有很大差异，其强度和密度都高于一般木材，竹材产品的强度大于一般木材产品，因此可用较小厚度的竹材产品替代较大厚度的木材产品，以取得经济上的优势。竹材纹理通直，质感爽滑，色泽简洁，易于漂白、染色和炭化等处理，完全可以和一些阔叶材相媲美，是生产集成材的优质材料。 竹集成材是一种新型的竹质人造板；它是通过以竹材为原料加工成一定规格的矩形竹片，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的竹质板方材。根据家具用材的要求特点，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、下层为竖拼单板的双层复合型板，上下表层为竖拼单板、芯层为横拼单板的三层复合型板。竹集成材家具就是用这种竹集成材加工而成的一类新型家具。竹集成材最小单元为竹片，因此它继承了竹材的物理化学特性；同时又有自身的特点。竹集成材具有竹材收缩率低的特性，在一定程度上改善了竹材本身的各向异性；并具有强度大、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、各种覆面和涂饰装饰等加工方式，还可以调整产品结构和尺寸，并满足对强度和刚度等方面的要求，来满足不同的使用要求。 竹集成材表面有天然的致密通直的纹理、竹节错落有致、板的边缘可只需铣削加工，显示板边缘的竹材的天然质感，因此，家具用竹集成材是良好的结构材，并具有天然的美学要素。此外，其结构的不同，装饰效果也不同，因此这种板的结构对家具的造型有一定的影响，这方面同家具用的木质人造板有较大的不同，因为家具用的木质人造板不仅要饰面处理，更需要包边装饰。竹集成材生产主要采用低游离甲醛含量的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保性。竹集成材相对一般实木的力学强度较大，且干缩系数较小，表1为竹集成材与橡木和红松的力学强度的比较。表1竹集成材与橡木和红松的力学强度的比较 典型板材竹质立芯板材的制作工艺流程：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：竹片制造时基本采用竹地板的生产工艺的工序。选用离地250ram5m处毛竹杆，且要求粗、直，壁厚7～9mm，竹龄4～6a。竹龄过小，4a时，其细胞内含物的积累尚少，纤维问的微孔径较大，纤维强度尚未完全形成，在干燥后易引起变形，制成品干缩湿胀系数大，几何变形也大，故不宜选用；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，故也不宜大量选用。 (2)锯截：根据产品的长度再加9～10cm的加工余量截断竹子得到竹段。 (3)开条：将上道工序所得的竹段锯解成竹片。由于利用剖竹机来锯解竹段所得的竹片直度不够，而给下面的工序带来一定的困难，并会降低材料的利用率。因此为了获取直度满足要求的竹片，宜采用工作台可移动的开片锯来加工生产。 (4)粗刨：修平竹片的内外节，并刨去一层竹青和竹黄，这样水分容易进出竹材壁部，减少精刨机负荷以及干燥装窑体积。缩短干燥时间。 (5)蒸煮：蒸煮目的是把竹材内的蛋白质，糖类，淀粉类，脂肪以及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，其中加压蒸煮的压力为0．6～0．8MPa；蒸煮的同时可增加竹片的白度和亮度。此外，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；炭化的温度为100～105℃，压力为0．3～0．4MPa，时间为3～4h。 (7)干燥：蒸煮处理后的竹片，含水率超过80％，达到饱和状态，需要进行干燥处理。竹材的密度较大，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，竹杆的茎部向梢部密度逐渐减小，因此，竹材的干燥比较困难，易产