竹集成材家具的造型和生产工艺
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新型竹集成材家具的研究随着人们环保意识的不断提高,对绿色家居生活的需求也日益增加。
竹集成材作为一种环保、质轻、耐用且可再生的资源,在家具制造业中逐渐受到重视。
近年来,新型竹集成材家具的研究不断深入,其性能和制造工艺得到了显著提升。
本文旨在探讨新型竹集成材家具的研究现状,以期为相关领域的研究提供参考。
过去的研究主要集中在竹集成材的制备、性能和应用方面。
竹集成材具有较好的力学性能和耐候性,适用于家具制造。
然而,竹集成材也存在易虫蛀、易开裂等缺点,限制了其在家具制造业中的应用。
针对这些问题,研究者们对竹集成材的加工工艺和改性方法进行了大量研究,旨在提高其性能和扩大应用范围。
本文采用文献综述和实验研究相结合的方法,对新型竹集成材家具的性能、制造工艺和外观设计等方面进行了深入探讨。
对竹集成材的基本概念、分类和特点进行阐述;通过实验测试,对新型竹集成材家具的性能进行表征,包括力学性能、耐候性能等;对新型竹集成材家具的制造工艺和外观设计进行了分析。
通过实验研究,发现新型竹集成材家具在力学性能、耐候性能等方面均有显著提升。
相较于传统竹集成材家具,新型竹集成材家具采用先进的制造工艺和外观设计,使其具有更好的结构稳定性和视觉美感。
新型竹集成材家具还采用了环保涂料和低挥发性有机化合物(VOC)排放的制造工艺,减少了环境污染和对人体健康的影响。
本文通过对新型竹集成材家具的研究,揭示了其性能、制造工艺和外观设计的改进之处。
然而,本研究仍存在一定的局限性,例如实验样本数量较少,未涵盖所有类型的新型竹集成材家具等。
未来研究可以进一步拓展新型竹集成材家具的制备方法、性能优化及其在绿色家居领域的应用等方面。
对新型竹集成材家具的长期使用性能和可持续性进行评估,有利于更好地推动绿色家居产业的发展。
随着环保意识的不断提高,竹子作为一种天然、环保的资源,逐渐被广泛应用于家具制造领域。
竹集成材椅类家具作为一种新兴的产品,其设计和制造过程中,五金连接件的选择和应用是非常重要的。
竹集成材家具的造型和出产工艺(康典竹家具)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表里,出格为环保意识较强的欧美畅旺国家所青睐。
笔者从家具基材、典型布局、基材天然的造型要素、特殊件加工及使用场合等几个方面,对竹集成材家具的特点作阐发研究。
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长处。
同时竹子具有繁殖容易,发展快,成材早,产量高具有一次造林成功,可年年择伐,永续操纵而不破坏生态环境的特点。
由于竹材布局和化学组成都和木材有很大差别,其强度和密度都高于一般木材,竹材产物的强度大于一般木材产物,因此可用较小厚度的竹材产物替代较大厚度的木材产物,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、染色和炭化等处置,完全可以和一些阔叶材相媲美,是出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必然规格的矩形竹片,经三防(防腐、防虫、防蛀)、枯燥、涂胶等工艺处置进行组坯胶合而成的竹质板方材。
按照家具用材的要求特点,可设计成以下布局:竹质立芯板材布局,竹单板(或竹薄木)布局,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。
竹集成材最小单位为竹片,因此它担当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,在必然程度上改善了竹材本身的各向异性;并具有强度大、尺寸不变、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,还可以调整产物布局和尺寸,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。
第52卷㊀第4期2024年4月㊀㊀林业机械与木工设备FORESTRYMACHINERY&WOODWORKINGEQUIPMENTVol52No.4Apr.2024综㊀㊀述定向重组展平竹集成材生产工艺赵诣涵1ꎬ㊀吴新武1ꎬ㊀陈㊀亮2ꎬ㊀李延军1ꎬ3∗(1.南京林业大学江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心ꎬ江苏南京210037ꎻ2.广西融水晨阳木业有限公司ꎬ广西融水545300ꎻ3.浙江农林大学竹子研究院ꎬ浙江杭州311300)摘㊀要:以竹展平板为基本单元制造定向重组竹集成材的工艺方法ꎮ将竹展平板涂布间苯二酚树脂胶黏剂ꎬ涂胶量为200~300g/m2ꎬ按照竹青面对竹青面㊁竹黄面对竹黄面的方式进行组坯ꎬ热压加工制成展平竹层积材ꎬ再采用指接的方式进行接长ꎬ获得性能优异的定向重组展平竹集成材ꎬ产品的尺寸规格一般为长1000~3500mmꎬ宽50~300mmꎬ厚60~150mmꎮ指接时相邻层板的指接接口需错开组坯ꎬ在常温下冷压4~5hꎬ冷压压力为1.0~1.5MPaꎬ后固化养生ꎮ关键词:竹展平板ꎻ指接材ꎻ定向重组ꎻ展平竹集成材ꎻ生产工艺中图分类号:S776㊀㊀文献标识码:A㊀㊀文章编号:2095-2953(2024)04-0004-04ManufacturingTechnologyofDirectionalFlattenedBambooGlulamZHAOYi ̄han1ꎬWUXin ̄wu1ꎬCHENLiang2ꎬLIYan ̄jun1ꎬ3∗(1.JiangsuCo-InnovationCenterofEfficientProcessingandUtilizationofForestResourcesꎬNanjingForestryUniversityꎬNanjingJiangsu210037ꎬChinaꎻ(2.GuangxiRongshuiChenyangWoodIndustryCo.ꎬLtdꎬRongshuiGuangxi545300ꎬChinaꎻ(3.BambooIndustryInstituteꎬZhejiangA&FUniversityꎬHangzhouZhejiang311300ꎬChina)Abstract:Thispaperintroducesaprocessmethodofmanufacturingthedirectionalflattenedbambooglulamwithflat ̄tenedbambooboardsasthebasicunit.Resorcinolresinadhesivewasappliedtotheflattenedbambooboardswiththeamountofgluefor200~300g/m2.Flattenedbambooboardswereassembledandhotpressedintoflattenedbamboolaminatesꎬarrangedinabamboogreentobamboogreenandbambooyellowtobambooyelloworientation.Afterfinger-joiningꎬdirectionalflattenedbambooglulamwithexcellentperformancewasobtainedꎬandthedimensionsoftheproductaregenerally1000~3500mminlengthꎬ50~300mminwidthꎬand60~150mminthickness.Whenfinger-joiningꎬthejointsofadjacentlayersneedtobestaggered.Thecoldpressingprocesswascarriedoutatroomtemperaturefor4~5hatapressureof1.0~1.5MPaꎬfollowedbycuringandrecuperation.Keywords:flattenedbambooboardꎻfingerjointwoodꎻdirectionalreorganizationꎻflattenedbambooglulamꎻmanu ̄facturingtechnology㊀㊀收稿日期:2023-11-17基金项目: 十四五 国家重点研发计划课题(2023YFD2202103)ꎻ国家自然科学基金(32371972)ꎻ福建省科技计划项目(2022N3013)ꎻ浙江农林大学科研发展基金人才启动项目(2023LFR053)第一作者简介:赵诣涵ꎬ博士研究生ꎬ主要从事竹材工程材料研究ꎬE-mail:zhaoyh@njfu.edu.cnꎮ∗通讯作者:李延军ꎬ教授ꎬ博士ꎬ主要从事竹材工程材料研究ꎬE-mail:lalyj@126.comꎮ第4期赵诣涵ꎬ等:定向重组展平竹集成材生产工艺随着加工工艺的进步和设备的更新换代ꎬ中国竹产业遇到了前所未有的发展机遇[1]ꎮ竹集成材的制造过程是将一定生长周期的原竹加工成具有一定规格尺寸的竹条ꎬ经干燥㊁施胶㊁热压胶合制成板材[2-5]ꎮ竹集成材强度高ꎬ具有作为结构建筑材料的潜力ꎬ实际生产中可替代部分大径级木材用于多层竹木建筑的梁和柱ꎬ起到了以竹代木的作用ꎮ目前ꎬ竹集成材的组成单元多为规格尺寸较小的竹条[6]ꎬ在制造大规格竹集成材的过程中需要加工大量接口并施加胶粘剂ꎬ不仅加工工序多ꎬ且产品的力学性能受到接长组坯方式和胶粘剂性能的影响ꎮ因此ꎬ采用近些年开发的竹展平板[7-10]来生产大规格尺寸的竹集成材ꎬ可以减少接口数量和胶粘剂用量ꎬ在降低成本的同时ꎬ提高生产效率ꎬ保证产品的性能ꎮ因此ꎬ竹展平板在地板㊁家具㊁日用品及梁柱结构材领域中均存在广阔的应用前景ꎮ本文旨在介绍定向重组展平竹集成材的生产工艺ꎬ为竹材加工企业提供技术支持ꎮ1㊀生产工艺定向重组展平竹集成材生产工艺流程见图1ꎮ图1㊀定向重组展平竹集成材生产工艺流程1.1㊀竹展平板制造选用4~6年生新鲜毛竹ꎬ制成竹筒或者弧形竹片ꎬ采用无裂纹竹展平板生产技术制造竹展平板[12]ꎮ竹展平板的长度1000~1500mmꎬ宽度60~150mmꎬ厚度6~10mmꎬ含水率一般控制在10%左右ꎮ1.2㊀展平竹层积材制造实际生产中ꎬ定向重组展平竹集成材的制造需要先将竹展平板制成展平竹层积材ꎬ再将展平竹层积材拼宽和开齿ꎬ指接成一定长度的板方材ꎮ因竹展平板厚度在5~10mm范围内ꎬ一般选择四层竹展平板制成展平竹层积材ꎬ再进行后续工艺操作ꎬ指接方式可以采用明指或暗指ꎮ四层展平竹层积材的制造工艺具体如下ꎮ1.2.1㊀施胶竹展平板的竹青面与竹黄面施胶工艺相同ꎬ胶黏剂选择间苯二酚树脂胶黏剂ꎬ通过滚筒涂胶机进行双面辊涂ꎮ树脂与固化剂比例为5:1ꎬ涂胶量为200~300g/m2ꎮ1.2.2㊀组坯对施胶后的竹展平板进行组坯ꎬ组坯方式如图2所示ꎬ各层竹展平板之间竹青面对竹青面㊁竹黄面对竹黄面ꎬ组坯方式应符合人造板组坯的对称结构ꎮ竹展平板组坯后ꎬ用胶带缠绕定型ꎬ防止在热压加压阶段上下单板之间发生错位ꎬ影响层积材质量ꎮ图2㊀组坯方式图3㊀展平竹层积材1.2.3㊀热压使用四层热压机进行热压处理ꎬ采用热进冷出的方式ꎬ热压压力1.4MPaꎬ温度103ħꎬ时间25minꎮ5林业机械与木工设备第52卷1.2.4㊀整型将展平竹层积材进行刨削㊁砂光㊁侧面施胶㊁侧压成型ꎬ再定长㊁裁切㊁砂光等工艺处理ꎬ制造出符合规格尺寸的四层展平竹层积材ꎬ展平竹层积材的长度在1500mm以内ꎬ宽度为60~150mmꎮ1.3㊀接长展平竹层积材的接长一般采用明齿指接和暗齿指接ꎮ暗齿指接接长后ꎬ只在板材正面留有一条平直的接缝ꎬ不影响整体美观ꎻ而明齿指接接长后则是在板材正面留有一条弯折交错的齿形接缝ꎬ如图4所示ꎮ其中ꎬ暗指指接在实际生产中必须考虑其厚度方向的尺寸ꎬ根据现有指接设备的模组ꎬ待加工的板材厚度需达20mm以上ꎬ因此本次定向重组展平竹集成材的制造选用四层展平竹层积材作为单元体ꎬ采用暗齿指接而成ꎮ产品的接长长度应控制在3500mm以内ꎬ以符合后续冷压成型机的最大规格要求ꎮ通过不同接长方式接长可以得到不同性能的定向重组展平竹集成材ꎬ一般来说指接接长方式的综合力学性能更佳ꎬ更适合运用于实际生产当中[11]ꎮ图4㊀暗齿指接和明齿指接示意图1.3.1㊀接口加工指接接长方式需要对单元体端面进行指接接口加工ꎬ梳齿机ꎬ如图5所示ꎬ其主要由1把底刀和若干梳齿刀组成ꎬ梳齿刀的数量根据实际板材尺寸添加或删减ꎬ以便接口加工完成后齿形相衬ꎮ图5㊀梳齿机1.3.2㊀接口施胶胶黏剂选择间苯二酚树脂胶黏剂ꎬ手工刷涂ꎬ涂胶量为350g/m2ꎮ1.3.3㊀指接指接机如图6所示ꎬ指接机由主推机构和夹紧装置组成ꎬ将涂胶后的板材按照指接口方式手动对接后放入指接机的主推轨道ꎬ按下夹紧按钮ꎬ此时上表面会由气压装置推动夹紧板压住板材ꎬ以保证在竖直方向上的固定ꎻ随后ꎬ按动主推机构按钮ꎬ则气缸会推进板材靠拢ꎬ从而完成指接ꎮ整个过程需注意在手动组坯时保证两板之间的接口处完全吻合ꎬ否则会导致接口错位㊁接口损坏ꎬ如图7(a)㊁7(b)所示ꎮ由于两板在进行指接时ꎬ发生齿形相合ꎬ从而会导致其长度损失ꎬ具体长度损失量为一个齿形的长度ꎬ故确定产品长度尺寸时需考虑接口的损失量ꎮ图6㊀指接机图7㊀指接接口错位㊁损坏1.3.4㊀接口固化常温下ꎬ固化时间一般为4~5hꎮ如室内温度低于20ħ时ꎬ需将接长板转移至恒温房中进行固化ꎮ6第4期赵诣涵ꎬ等:定向重组展平竹集成材生产工艺1.3.5㊀砂光处理由于指接接长时在接口处溢出多余胶黏剂ꎬ黏在接长板表面会影响后续的加工ꎬ故需要对其表面进行砂光处理ꎮ考虑厚度方向的尺寸情况ꎬ在板材上下表面各砂光1mmꎮ1.4㊀冷压成型在厚度方向上将接长后的展平竹层积材通过冷压胶合制成一定规格的定向重组展平竹集成材ꎮ组坯时采用相邻层板指接接口错开的方式ꎬ提高产品的力学强度ꎮ冷压成型也采用间苯二酚胶黏剂ꎬ单面手动辊涂ꎬ涂胶量为350g/m2ꎮ常温下ꎬ冷压成型的压力为1.0~1.5MPaꎻ固化时间为4~5hꎮ1.5㊀养生及后期处理冷压成型后的定向重组展平竹集成材ꎬ需要在养生房内进行养生处理ꎬ有利于胶黏剂继续固化和内应力释放ꎮ养生后的板材出产前需进行刨削㊁砂光等表面加工ꎬ保证其外观质量ꎮ定向重组展平竹集成材的尺寸规格一般为长1000~3500mmꎬ宽50~300mmꎬ厚60~150mmꎬ也可以根据产品的用途进行调整ꎮ2㊀结论(1)定向重组展平竹集成材的生产工艺流程包含:竹展平板制造㊁展平竹层积材制造㊁接长㊁冷压胶合㊁养生及后期处理ꎬ整体工艺流程简单可行ꎮ(2)定向重组展平竹集成材组坯方式科学㊁接口布置合理ꎬ保持了竹板材优异的物理力学性能ꎬ可作为新型的结构用竹集成材应用于交通㊁建筑领域中ꎮ(3)以竹展平板为基本单元制造定向重组展平竹集成材ꎬ进一步拓展竹展平板应用领域ꎬ提高了竹材资源利用率ꎬ降低成本ꎬ为竹展平板发展提供了新思路ꎬ加快了竹材建材化的步伐ꎮ参考文献:[1]㊀孙正军ꎬ费本华.中国竹产业发展的机遇与挑战[J].世界竹藤通讯ꎬ2019ꎬ17(1):1-5.[2]㊀殷寿柏.室外结构用竹集成材的胶合研究[D].南京:南京林业大学ꎬ2012.[3]㊀章卫钢ꎬ李延军ꎬ方明俊.竹集成材增湿处理技术研究[J].林业科技ꎬ2010ꎬ35(5):42-45.[4]㊀唐宏辉ꎬ陈鸿斌ꎬ王正.结构用竹集成材制造工艺技术简介[J].人造板通讯ꎬ2004ꎬ11(9):16-19.[5]㊀ChenGꎬLiHTꎬZhouTꎬetal.Experimentalevaluationonme ̄chanicalperformanceofOSBwebbedparallelstrandbambooIjistwithholesintheweb[J].ConstructionandBuildingMaterialsꎬ2015ꎬ101:91-98.[6]㊀李海涛ꎬ张齐生ꎬ吴刚ꎬ等.竹集成材研究进展[J].林业工程学报ꎬ2016ꎬ1(6):10-16.[7]㊀陈李璨ꎬ刘红征ꎬ李延军ꎬ等.竹材无裂纹展平生产技术[J].林业科技通讯ꎬ2021(3):53-55.[8]㊀李延军ꎬ娄志超.竹材展平技术研究现状及展望[J].林业工程学报ꎬ2021ꎬ6(4):14-23.[9]㊀杨晓梦ꎬ张秀标ꎬ黄爱月ꎬ等.两种工艺制备竹展平板的性能对比[J].木材工业ꎬ2020ꎬ34(5):30-33+43.[10]㊀LouZCꎬWangQYꎬSunWꎬetal.Bambooflatteningtechnique:aliteratureandpatentreview[J].EuropeanJournalofWoodandWoodProductsꎬ2021.[11]㊀崔箫ꎬ刘文芳ꎬ李文珠ꎬ等.竹筒展平板接长方式及层压后对其性能的影响[J].竹子学报ꎬ2018ꎬ37(3):58-63.7。
竹集成材工艺流程竹集成材是一种利用竹材制作的建筑材料,具有环保、可再生和高强度等优点。
下面将介绍竹集成材的工艺流程。
竹集成材的制作需要选取优质的竹子作为原材料。
竹子应选择生长在3-5年的竹林中,这样可以保证竹子的韧性和强度。
同时,竹子应该选择直径均匀、没有病虫害的品种,以保证制作出的集成材质量优良。
第二步是竹子的加工和处理。
首先,将采摘的竹子进行鲜活处理,去除竹子表面的皮脂和杂质,然后将竹子进行切割和分段。
竹子的切割可以使用机械设备,确保切割的精确度和效率。
然后,将竹子进行煮沤处理,以去除竹子内部的淀粉和糖分,提高竹子的防腐性和耐久性。
第三步是竹集成材的制造。
将经过处理的竹子进行纵向和横向的排列,然后使用胶水将竹子粘合在一起,形成一块整体的竹集成材。
在粘合过程中,要确保胶水的均匀涂布和适量使用,以避免胶水的过多或过少对集成材的质量产生影响。
同时,还要对粘合后的竹集成材进行压制和加热处理,以提高集成材的强度和稳定性。
第四步是竹集成材的修整和抛光。
经过压制和加热处理后,竹集成材表面可能会出现一些凸起和不平整的地方,需要进行修整和抛光。
修整可以使用刨子或砂纸进行,将不平整的部分修剪平整。
抛光可以使用砂纸或打磨机进行,使竹集成材表面光滑细腻。
最后一步是竹集成材的防腐处理和涂装。
由于竹子本身具有一定的防腐性能,但为了进一步提高竹集成材的耐久性和防腐性,可以对竹集成材进行防腐处理。
常用的防腐处理方法包括浸泡法和喷涂法,可以使用防腐剂对竹集成材进行处理。
涂装可以使用油漆或清漆等材料,使竹集成材的表面更加美观和耐用。
竹集成材的工艺流程包括竹子的选材、加工处理、制造、修整抛光、防腐处理和涂装等步骤。
通过科学的工艺流程,可以制作出质量优良、环保可靠的竹集成材,为建筑行业提供一种可持续发展的建筑材料。
艺术设计2012/12++TEXT/向颖晰许佳苏箐向开忠传承与挖掘传统竹工艺——湘西原竹家具“大郁竹躺椅”的间架结构浅析我国是世界上竹资源十分丰富的国家之一,利用竹材已经有了相当悠久的历史。
近年来,全球森林资源逐渐贫乏,但我国的竹林面积却以每年3%的速度递增。
随着全球环境的恶化,森林资源的锐减和竹子工业化的利用开发,竹业的发展将越来越受重视,竹资源的开发利用也愈来愈引起人们的广泛关注[1]。
竹家具也就自然进入了这个视域。
在竹家具领域中有现代竹家具和传统竹家具之分,现代竹家具是建立在现代竹材加工技术基础上的,在“以竹代木”的理念上,开发出来的各种类竹材人造复合材料加工而成的一类家具。
与原竹材相比,竹材人造板具有幅宽大、变形小、尺寸稳定、强度大、刚性好、耐磨损等特点,还具有一定的防虫防腐性能,在一定程度上改变了竹材本身的各向异性[2]。
与原竹家具相比,竹材人造板破坏了原竹材的自然纹理和形态特征,在家具产品的文化性和亲和自然方面要低于原竹家具。
同时,竹材人造板家具在材料的使用上并非不可替代,也就是说从产品设计角度上而言,人造板材在一定程度上具同质性和无差别性[3]。
传统原竹家具是相对于现代竹家具而言,原竹家具是指以形圆而中空有节的竹材秆茎作为家具主要零部件的一类家具,主要特征是:充分利用竹材本质的外部形态和物理性能,采用传统工艺与技巧制作而成。
原竹家具在一定程度上具有不可替代性。
“可持续发展”的科学发展观被提到了国家战略高度。
“生态设计”成为设计界关注的焦点。
从“战胜自然”到“与自然融合”、“回归自然”,认知的改变使各种天然的食品、材料更受到人们的欢迎[4]。
天然材质原竹家具,具有浓郁的民族风味,返朴归真的造型和色彩,天然的纹理质感,带给人一种质朴、典雅、自然的感受。
原竹家具柔韧性好,透气性强、造型淡雅平实、手感清凉,在家具装饰中可以营造一种悠闲、舒畅、宁静的怡然情调,可以满足消费者亲近自然的消费需求。
关于竹子在家具造型中的应用作者:孙晶周琳来源:《现代装饰·理论》2013年第05期中国古代染色材料属于天然染料,这与我们华夏文化所植根的农业文明有着莫大的联系。
早期先民的生产生活特别倚重自然环境的给予,在从事农事的同时,人们发现并利用自然界中五颜六色的材料来美化生活,按其来源,染色材料可分为矿物颜料、动物染料与颜料以及植物染料。
近年来,随着社会不断的发展进步,整体生活水平的提高,我国对家具的材料也有了不同的见解,尤其是竹子材料在家具的应用十分广泛,值得人们关注与思考。
竹材的传统应用二十世纪前,人们生活所需的家具均由手工作坊制作提供。
在竹资源丰富的地区,竹器作坊十分红火。
工匠们通过简单的工具伐竹、刮青、劈篾、拉丝来制作竹椅、竹床、竹橱柜、竹书架等竹家具。
随着工业革命的到来,大机器生产逐渐替代了手工生产,而科技发展导致了许多新兴现代材料的出现。
在这样的大背景下,手工竹家具逐渐淡出了人们的生活,究其原因,主要是由竹材的自然属性所决定的。
原竹呈管状,中空,接合强度较低。
同时,竹子的个体差异较大,壁厚分布不均,截面也并非正圆形,它的个体差异在手工作坊中可以通过工匠的经验进行细致挑选,并通过对材料的合理运用得到弥补。
这些都是天然竹材所不具备的性质。
再者,竹制品的加工工艺技术比较落后,过于干燥的竹材会开裂,受潮容易发霉,这导致竹家具不好维护和保存。
并且竹材有较硬的质感和偏冷的触觉,也限制了它的使用范围。
发展竹家具符合我国家具发展趋势1. 发展竹家具符合人性化设计要求:人性化设计体现了“以人为本”的设计核心,是人与物、人与自然完美和谐结合的设计。
在数字化的今天,家具设计考虑的不仅仅是使用的方便和舒适,更要考虑赋予产品以生命,丹麦家具设计领袖凯·博杰金说:“我们所制造的东西应该是有生命的,有心脏在其中跳动……它们应该是人性的、有机的和温暖的。
”竹子虚心、有节、挺拔的形态特征符合我国传统文化中的伦理道德、审美意识,成为“清高、气节、坚贞”的象征。
81requirements have been put forward for furniture making materials in China. Especially extensively applied in Chinese industry with each passing day. conducted for the application of bamboo material in furniture style.中国竹文化博大精深,竹文化蕴藏中华民族天人合一和平和淡雅审美的追求,其内涵满足当今以消费文化时代为主的日渐增长的大众消费之需,能够在满足基础物质功能的同时,促使人们崇尚文化性、时代性的消费。
近几年,社会快速进步,人民生活水平大幅度提升,国家对于家具制作材料提出不同要求,尤其是竹材料在我国家具制造领域当中的应用,可以说范围日渐广泛,值得国人深思,因此针对竹材在家具造型中的应用展开研究。
过去,人们在日常生活当中能够接触到的家具一般都是通过手工作坊制作而成的。
在竹子资源丰富的地区,竹器作坊竹材家具的造型设计与材料应用Style Design and Material Application of Bamboo Furniture白富康发展良好。
制作工匠们通过简单器具,完成伐竹和劈篾等系列操作,完成竹床和竹椅等家具制作。
工业革命到来之际,竹家具手工制作逐渐被大机器生产方式所取代,随着时间的推移,科学技术进步背景下,新型现代材料应运而生。
基于此形势,由于竹制材料的自然特性,传统手工制作竹家具,已经逐渐淡容叙陈列柜伯明翰斗柜出了公众的视野。
原竹中间是空心的,形状为管状,接合度较弱,竹子个体之间存在很明显的差异,壁厚分布不均,在传统手工作坊中用于制造时,工匠们往往凭借自身经验,精挑细选,合理应用。
此外,竹制品加工工艺技术滞后,太干燥的竹材料在实际应用中容易出现开裂的情况,长期处于潮湿条件下很容易发霉,且维护和存储起来比较困难。
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,易产生内部应力,造成翘曲变形。
因而,竹片干燥温度不宜过高,一般控制在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%,竹片达到干燥工艺标准要求,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的竹青和竹黄,厚度精度保持在±0.2mm之内,刨刀片选用硬质合金刀具。
(9)选片:选片要求达到两个目的,一是剔除机械加工中不合格的竹片,另一是将色泽差异大的竹片分级,变色的要增加调色工序,以淡化竹片的色泽。
同一块板材应选用色泽一致的竹片。
(10)涂胶:采用脲醛树脂胶粘剂,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他胶种,以增加或提高某些性能。
竹片在涂胶后应陈化,其时间应比木质材料的陈化时间长一些(一般为l5~20rain),这是因为竹材的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,通过横向胶拼成一定规格尺寸的表层材料。
(12)芯层胶拼:把色泽较一致并经涂胶陈化后的竹片按青对青、黄对黄排列的弦面作为胶合面,然后按所需要宽度排列,并通过拼板压机胶拼成一定规格尺寸的芯层材料。
胶压设备采用蒸汽或高频加热的双向单层压机。
(13)芯层刨光:胶拼后的芯层材料(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:由于竹材的导热系数比木质材料略小,因此其热压时间应略长于木质材料;热压温度与木质胶合板相同,热压压力可视竹片的平整度而异,且与压机的操作顺序有关,一般比木质材料稍大。
采用热压,温度为100~ll0℃,多层胶合时,正压压力为1.5~1.8MPa,竖拼时的侧压压力为l~1.5MPa;时间为10~12min;热压后的板坯在冷却过程中易产生变形,需放入冷压机中,使之在受约束的情况下冷却定型,以保证板材的平整。
(15)锯边或开料:冷压后的板坯经开料锯进行纵横向锯边或开料成要求的规模尺寸。
(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,以保证板材表面光洁,厚度均匀。
(17)检验分等、修补与包装:砂光后的板材应进行检验、分等和修补,然后再按等级包装入库。
其他竹集成材板方材的制作工艺基本上与竹质立芯板的制作工艺相同。
2竹集成材家具典型结构根据竹集成材家具基材的特点,可开发成三种类型的竹家具:一是以榫接合为主的传统家具,造型和结构上类似于传统的硬木家具,这类竹家具结构基本上可采用实木家具的结构,但在营造框式家具造型效果时,直接通过板面铣型实现,可节约材料和减少工序,降低成奉。
原实木家具的框架结拘是镶嵌式的,而对于竹集成材家具可通过铣削来实现这种框式造型(如图1);二是现代板式竹集成材家具,可实现标准型部件化的加工。
竹材强度较大,为此.竹集成材板式家具在整体造型上可更为轻巧,简洁,明快在结构上,基本可采用木质人造板连接方式,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)三是造型优美的竹集成材弯曲家具,主要发挥竹材较好的纵向柔韧性。
与竹集成材家具相比,传统的圆竹家具,机械化程度低导致其生产效率下降,传统的结构和工艺,无法实现系列化、标准化、通用化的大批量生产;而竹集成材家具,打破传统工艺,实现工业化生产以及家具的模数化组合、延展、可移动;整体设计上崇尚家具天然,朴素,环保的特性。
竹集成材家具的结构可采用的接合方式为胶接合、榫接合、结构连接件接台、竹销(条)竹钉接台以及“32nnn系统”设计胶接合主要用于竹集成材家具基材自身结构胶合。
竹材强度及韧性较好,可做竹钉或作为辅助加固的连接(图3)3竹集成材家具基材本身具有造型特征通过对竹片表面外形特征的分析,竹片通常具有竹节、端面、弦面和径面。
通常情况下。
单根竹片的大小相对与其所在的家具板面是比较小的,在造型设计上往往可将其视为造型形态要素中的线.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。
我们可以提炼出竹片在竹集成材家具造型上具有的最基本的构成要素:点和线。
根据实际需要并经不同的生产工艺处理,竹片可保持天然的本色,也可经炭化处理成(深)棕色,还可染成各种各样的颜色,目前这种处理比较少由此,竹片还具有造型中的色彩要素,且当前主要颜色为本色和棕色;在造型设计中,可利用这不同颜色的竹片构成美丽的图案这些固有的造型要素具有很强的装饰效果,并赋予竹家具造型以新概念。
竹集成材家具的整体造型上显得更为轻Ij,更能体现竹材的刚性以及力的美学另外,竹材纵向具有较好的柔韧性,充分利用这一特性,可以制作出造型更为丰富,更为优美的竹集成材弯曲家具,从而进一步满足不同生活的需要竹集成材家具可不用封边处理竹集成材根据组坯层数分为单层、双层和多层。
可以通过铣削加工板的边缘,体现竹材的天然的质感,而且铣边是一个很快的一次性操作工序,比用贴面封边要便宜得多(图4~12):4竹集成材家具弯曲构件加工方法(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主要使用场所竹集成材家具属中高档家具,使用场所广泛;按社会生活中的一些典型社会活动类型和典型工作、生活环境的不同,可分为民用家具、办公家具(如文员桌、文件柜、大班台、大班椅等)、特种家具(如公共建筑家具、商业家具、宾馆家具、学校用家具等)以及户外家具(如公园、游泳池及花园用家具等)目前,可根据这些地方的不同特点结合竹材的材性和造型上的忧势,如结构轻巧,纵向易弯曲,具有刚性线形和天然的古朴纹理与质感,容易营造回归自然、返朴归真的环境等进行设计.已基本上可生产出具有地方特色或满足特殊氛围要求的竹集成材家具。