CN103909554B

CN103909554B - 利用次小径材生产实木家具弯曲构件的方法

Info

Publication number: CN103909554B
Application number: CN201410127569.4A
Authority: CN
Inventors: 徐伟; 林少校; 毛卫国; 黄琼涛; 吴智慧
Original assignee: MEIZHOU HUISHENG WOOD PRODUCTS CO Ltd; Nanjing Forestry University
Current assignee: MEIZHOU HUISHENG WOOD PRODUCTS CO Ltd; Nanjing Forestry University
Priority date: 2014-04-01
Filing date: 2014-04-01
Publication date: 2015-11-18
Anticipated expiration: 2034-04-01
Also published as: CN103909554A

Abstract

本发明是利用次小径材生产实木家具弯曲构件的方法，如下工艺步骤：（1）芯材制造及组坯，包括1）材种选择，2）芯条制造，3）铣指形榫，4）浸泡与晾干，5）接长组坯，6）拼宽或层厚组坯；7）胶贴面板组坯；（2）高频加热弯曲及干燥，包括1）高频加热软化；2）加压弯曲；3）高频干燥定型；4）养生；（3）加工处理，具体包括1）侧面修边；2）精加工；3）侧面封边；（4）表面砂光；（5）检验。优点：以次小径材或木材加工剩余物为基材的弯曲构件，用短料、小料代替长料、大料，拓宽了用材渠道，扩大了短料小料的使用范围，提高了木材的综合利用率，实现小材大用，节省了企业生产成本，并且符合低碳型、环保型家具理念。

Description

利用次小径材生产实木家具弯曲构件的方法

技术领域

本发明涉及的是一种利用次小径材生产实木家具弯曲构件的方法，属于实木家具生产技术领域。

背景技术

次小径材实木弯曲构件是利用小径材、木材加工剩余物先制成集成长料，作为弯曲构件的芯材，其两个相对表面胶合木板，并在高频热压条件下弯曲而成的构件。主要工艺过程包括：制材与分选、干燥、配料、开指形榫、浸泡软化、指接接长、侧面拼宽、板坯组厚、面层贴板、高频热压弯曲、高频干燥、养生、精加工、砂光等。

目前，家具用实木弯曲构件主要是通过锯制弯曲而成，不仅浪费了大量木材，而且也提高了企业生产成本。

发明内容

本发明提出的是一种利用次小径材生产实木家具弯曲构件的方法，其目的旨在克服现有技术呈以锯制弯曲所带来的缺陷。

本发明的技术解决方案：利用次小径材生产实木家具弯曲构件的方法，包括如下工艺步骤：

（1）芯材制造及组坯，包括1）材种选择，2）芯条制造，3）铣指形榫，4）浸泡与晾干，5）接长组坯，6）拼宽或层厚组坯；7）胶贴面板组坯；

（2）高频加热弯曲及干燥，包括，1）高频加热软化；2）加压弯曲；3）高频干燥定型；4）养生；

（3）加工处理，具体包括1）侧面修边；2）精加工；3）侧面封边；

（4）表面砂光；

（5）检验。

本发明的优点：以次小径材或木材加工剩余物为基材的弯曲构件，用短料、小料代替长料、大料，拓宽了用材渠道，扩大了短料小料的使用范围，提高了木材的综合利用率，实现小材大用，节省了企业生产成本，并且符合低碳型、环保型家具理念。

附图说明

图1是铣指形榫示意图。

图2是拼宽和层厚示意图。

图3是胶贴面板组坯示意图。

图4-1是加压弯曲示意图。

图4-2是弯曲后构件示意图。

图5是高频干燥加热温度曲线示意图。

图6是养生示意图。

图7是实木椅背板构件示意图。

图8是实施例用示意图。

具体实施方式

利用次小径材生产实木家具弯曲构件的方法，包括如下工艺步骤：

（1）芯材制造及组坯，包括

1）材种选择，木材加工剩余的材料具有多样性，在加工利用时必须进行分类，优先按相同材种或相近材性的树种进行组合使用，不同树种或材性不相近的树种避免混用。芯条的材种一般按实木弯曲构件所要求的树种，通常选用硬阔叶材；

2）芯条制造，将次小径材或木材加工剩余物经制材、分选及干燥后，根据材料的特点，用细木工带锯机等设备横截截断，去除节疤、虫眼等缺陷，定宽定厚锯制，得到长度≥200mm、宽度≥50mm、厚度10mm～50mm的芯条。尺寸公差≤0.2mm，厚宽比通常控制在1:1～5，长宽比≥3；

3）铣指形榫，为提高小径材之间的结合强度，以及考虑到弯曲工艺的需要，长度方向需利用指形榫进行接合。同时，为了防止弯曲后产生的弹性恢复或脱胶等问题破坏弯曲表面，必须在厚度方向上开指形榫；

由于芯材厚度的限制，利用微型指形榫刀具加工微型指型榫，主要技术参数：指长20mm、指顶宽1mm、指斜角3.0°、指距3mm、指顶隙0.03mm、对接端缝≤0.08mm。如图1所示；

4）浸泡与晾干，将指接用的芯条段放入水池中，在常温下浸泡12～24小时；然后从水池中取出，将芯条段在常温下晾干，晾干时间控制在24～48小时，含水率控制在50%以上；

5）接长组坯，在芯条段的端部指形榫涂胶，并进行纵向加压指接。在加压过程中必须对厚度方向和宽度方向进行定位，避免错位，保证表面平整。当芯条累计长度超过规定长度时，进行截断定长；纵向压力不超过16Mpa；选用改性脱水脲醛树脂胶，固含量在60%以上，粘度300～350Pa·s。调制胶液时，要加入5%～10%的面粉作填加剂并搅拌均匀，使调制后胶液粘度在2500～3000Pa·s之间；

6）拼宽或层厚组坯，拼宽或层厚是指将多条芯材在宽度或厚度方向上进行层积，目的是达到相应的宽度或厚度要求和保证强度。在拼宽或层厚时，相邻两块材料纵向的对接逢错开≥50mm，边部指接处离端头的长度≥80mm，拼板缝隙处高度差≤0.5mm，拼板缝隙处无胶滴胶线，侧拼缝隙紧密；如图2所示；

7）胶贴面板组坯，如图3所示，选用改性脱水脲醛树脂胶，将二块面板的胶合面进行涂胶，然后与芯材组坯胶合。涂胶量一般在200～300g/m2，面板选用厚度约为6～10mm的同种优质木材，面板含水率控制在50%左右。

（2）高频加热弯曲及干燥，包括，

1）高频加热软化，经涂胶组坯且未完全胶合固化的复合木材进行高频加热，进一步实现软化，频率在4MHz左右、电流为20～40A，软化时间控制在2～6min，加热频率、加热时间、电流大小应根据工件大小、厚薄作适当调整；

2）加压弯曲，

如图4-1、图4-2所示，经高频加热软化后立即进行加压弯曲，加压弯曲必须对构件各个方向利用特制模具进行固定和限制，防止弯曲不完全、错位或在弯曲过程中指形榫因脱胶而开裂，造成表面不平整，接合处不紧密等问题，影响弯曲强度，一般工艺条件下，压力为0.8～1.0MPa、保压时间为5～8min；

3）高频干燥定型，经加压弯曲后的构件在不解除束缚的条件下直接进行高频干燥定型，此时胶粘剂应基本固化，含水率降到6%～10%，高频干燥一般采用的频率为2～5MHz，时间控制在10～20min，干燥过程主要分升温、恒温及降温三个阶段，如图5所示；

4）养生，经干燥定型后的弯曲构件应放置在养身房进行陈放养生。室温控制在20～25℃，含水率在8%～10%。养生阶段仍需对构件进行定位，防止构件回弹，如图6所示，将构件放入模具，并用皮带紧固，养生时间一般控制在48小时以上，陈放养生时，弯曲件含水率控制应比家具产品的使用地的平衡含水率低2%～3%。

（3）加工处理，根据产品的需要，进行相应的加工处理，包括侧面修边、端部截断、铣型、钻孔、开榫，对有缺陷的构件进行修补；具体包括

1）侧面修边，侧面修边是指利用双面刨等对弯曲构件侧面（厚度方向上的面）进行加工，以保证侧面两相对面平行，且表面平整；

2）精加工，根据产品规格要求，对已修边的构件进行相应的精加工，如端部截断、边部铣型、钻孔、雕刻、端部开榫等；

3）侧面封边，实木弯曲构件侧面涂胶，贴上与弯曲构件相匹配的实木封边条，经冷压固化后，进行修边处理，将封边条边部裁剪、倒角及打磨。

（4）表面砂光，对实木弯曲构件进行整体砂光，以保证表面光洁、厚度均匀、板边整齐、尺寸精确、幅面规整。

（5）检验

对次小径材实木弯曲构件进行检验、分等和修补，如图7所示为实木椅背板弯曲构件。

实施例

如图8所示，利用次小径材生产实木家具弯曲构件，包括如下工艺步骤：

1）次小径材或木材加工剩余物

次小径材和加工剩余物主要指小径级原木料，以及在制裁、配料、机加工阶段的剩余的短料；

2）制材与分选

将小径级原木料加工成板方材，断料机按照已定的尺寸规格截断，优先按相同材种或相近材性的树种进行分选，不同树种或材性不相近的树种避免混放；

3）干燥

将制裁分选好的木材分堆摆放进行窑干，干燥后的含水率控制在8%～12%，相同木堆的含水率相同；

4）剔除缺陷

细木工带锯机剔除缺陷，避免出现节子、腐朽、虫害、裂纹；

5）配料

根据材料的特点，看材下锯；用细木工带锯机设备横截截断，纵截锯、双面刨定宽定厚锯制，得到长度≥200mm、宽度≥50mm、厚度10mm～50mm的芯条；尺寸公差≤0.2mm，厚宽比通常控制在1:1～5，长宽比≥3，将相同厚度和宽度的木料摆放在一起；

6）铣指形榫

由于芯材厚度的限制，利用微型指形榫刀具加工微型指型榫，主要技术参数：指长20mm、指顶宽1mm、指斜角3.0°、指距3mm、指顶隙0.03mm、对接端缝≤0.08mm；

7）水中浸泡

将指接用的芯条段放入水池中，在常温下浸泡12～24小时；

8）陈放

将木料从水池中取出，放在通风处常温晾干，以不滴水为准，晾干时间控制在24～48小时，含水率控制在50%以上；

9）指形榫涂胶

选用改性脱水脲醛树脂胶，固含量在60%以上，粘度300～350Pa·s，调制胶液时，要加入5%～10%的面粉作填加剂并搅拌均匀，使调制后胶液粘度在2500～3000Pa·s之间，利用毛刷在榫端涂胶，涂胶量在200～300g/m²；

10）指接接长

将涂胶后的芯条纵向加压指接，在加压过程中必须对厚度方向和宽度方向进行定位，避免错位，保证表面平齐，当芯条累计长度超过规定长度时，进行截断定长，纵向压力不超过16Mpa；

11）侧面涂胶

在芯条单侧涂改性脱水脲醛树脂胶，涂胶量不宜过多，避免在拼宽中胶液溢出，涂胶量在180～270g/m²；

12）侧拼拼宽

侧向拼宽是指将两个或两个以上的芯条在宽度方向上累加；利用拼板机拼宽，侧拼压力不超过15Mpa；相邻两块材料的对接逢错开≥50mm，边部指接处离端头的长度≥80mm，拼板缝隙处高度差≤0.5mm，拼板缝隙处无胶滴胶线，侧拼缝隙紧密；

13）面层涂胶

选用改性脱水脲醛树脂胶在面板上涂胶，将木皮贴在面板上；涂胶量在150～200g/m²；

14）层厚组坯、面板涂胶

层厚是指将多条芯材在厚度方向上进行层积；面板涂胶是指将两块面板的胶合面进行涂胶，然后与芯材组坯胶合；选用改性脱水脲醛树脂胶，涂胶量在250～300g/m²，面板选用厚度为6～10mm的同种优质木材，面板含水率控制在50%；

15）整体组坯

将涂好的芯材与面板胶合冷压，冷压压力不超过10Mpa；要求整体组坯后的构件表面平整，无胶滴胶线且胶未固化；

16）高频软化

经涂胶组坯且未完全胶合固化的复合木材进行高频加热，进一步实现软化，频率在4MHz左右、电流为20～40A，软化时间控制在2～6min，加热频率、加热时间、电流大小应根据工件大小、厚薄作适当调整；

17）高频热压弯曲、模具

加压弯曲必须对构件各个方向利用特制模具进行固定和限制，防止弯曲不完全、错位或在弯曲过程中指形榫因脱胶而开裂，造成表面不平整，接合处不紧密，影响弯曲强度；工艺条件：压力为0.8～1.0MPa、保压时间为5～8min；模具由木质材料制成，分阴模和阳模；

18）高频干燥

经加压弯曲后的构件在不解除束缚的条件下直接进行高频干燥定型，此时胶粘剂应基本固化，含水率降到6%～10%，高频干燥采用的频率为2～5MHz，时间控制在10～20min；干燥过程主要分快速升温、持续恒温及缓慢降温三个阶段；

19）养生

经干燥定型后的弯曲构件应放置在养身房进行陈放养生；室温控制在20～25℃，含水率在8%～10%，养生阶段仍需对构件进行定位，防止构件回弹，将构件放入模具，并用皮带紧固，养生时间控制在48小时以上，陈放养生时，弯曲件含水率控制应比家具产品的使用地的平衡含水率低2%～3%；

20）精加工

精加工是指对已弯曲后的构件按照产品的规格要求进行相应的精细加工，包括侧面修边、端部截断、铣型、钻孔、开榫，对有缺陷的构件进行修补；对需要封边的实木弯曲构件侧面涂胶，贴上与弯曲构件相匹配的实木封边条，经冷压固化后，进行修边处理，将封边条边部裁剪、倒角及打磨；

21）表面砂光

利用手工砂或砂光机对构件表面精细砂光，保证表面光洁、厚度均匀、板边整齐、尺寸精确、幅面规整；

22）检验

对砂光后的零部件检验分等，对不合格的构件返修；要求尺寸规格符合设计要求，表面光洁，厚度均匀，幅面规整，无开裂、脱胶。

Claims

1.利用次小径材生产实木家具弯曲构件的方法，其特征是该方法包括如下工艺步骤：

（1）芯材制造及组坯；

（2）高频加热弯曲及干燥；

（3）加工处理；

（4）表面砂光；

（5）检验；

所述的工艺步骤（1）芯材制造及组坯，包括：

1）材种选择，木材加工剩余的材料具有多样性，在加工利用时必须进行分类，按相同材种或相近材性的树种进行组合使用，不同树种或材性不相近的树种避免混用；芯条的材种按实木弯曲构件所要求的树种，选用硬阔叶材；

2）芯条制造，将次小径材或木材加工剩余物经制材、分选及干燥后，根据材料的特点，用细木工带锯机横截截断，去除节疤、虫眼缺陷，定宽定厚锯制，得到长度≥200mm、宽度≥50mm、厚度10mm～50mm的芯条；尺寸公差≤0.2mm，厚宽比控制在1:1～5，长宽比≥3；

3）铣指形榫，为提高小径材之间的结合强度，以及考虑到弯曲工艺的需要，长度方向需利用指形榫进行接合；同时，为了防止弯曲后产生的弹性恢复或脱胶破坏弯曲表面，必须在厚度方向上开指形榫；

由于芯材厚度的限制，利用微型指形榫刀具加工微型指型榫，技术参数：指长20mm、指顶宽1mm、指斜角3.0°、指距3mm、指顶隙0.03mm、对接端缝≤0.08mm；

5）接长组坯，在芯条段的端部指形榫涂胶，并进行纵向加压指接；在加压过程中必须对厚度方向和宽度方向进行定位，避免错位，保证表面平整；当芯条累计长度超过规定长度时，进行截断定长；纵向压力不超过16Mpa；选用改性脱水脲醛树脂胶，固含量在60%以上，粘度300～350Pa·s，调制胶液时，要加入5%～10%的面粉作填加剂并搅拌均匀，使调制后胶液粘度在2500～3000Pa·s之间；

6）拼宽或层厚组坯，拼宽或层厚是指将多条芯材在宽度或厚度方向上进行层积，目的是达到相应的宽度或厚度要求和保证强度；在拼宽或层厚时，相邻两块材料纵向的对接逢错开≥50mm，边部指接处离端头的长度≥80mm，拼板缝隙处高度差≤0.5mm，拼板缝隙处无胶滴胶线，侧拼缝隙紧密；

7）胶贴面板组坯，选用改性脱水脲醛树脂胶，将二块面板的胶合面进行涂胶，然后与芯材组坯胶合；涂胶量在200～300g/m²，面板选用厚度为6～10mm的同种优质木材，面板含水率控制在50%；

所述的工艺步骤（2）高频加热弯曲及干燥，包括：

1）高频加热软化，经涂胶组坯且未完全胶合固化的复合木材进行高频加热，实现软化，频率在4MHz、电流为20~40A，软化时间控制在2~6min；

2）加压弯曲，经高频加热软化后立即进行加压弯曲，加压弯曲必须对构件各个方向利用特制模具进行固定和限制，防止弯曲不完全、错位或在弯曲过程中指形榫因脱胶而开裂，造成表面不平整，接合处不紧密，影响弯曲强度，工艺条件：压力为0.8～1.0MPa、保压时间为5～8min；

3）高频干燥定型，经加压弯曲后的构件在不解除束缚的条件下直接进行高频干燥定型，此时胶粘剂应基本固化，含水率降到6%～10%，高频干燥采用的频率为2～5MHz，时间控制在10～20min，干燥过程主要分升温、恒温及降温三个阶段；

4）养生，经高频干燥定型后的弯曲构件应放置在养身房进行陈放养生；室温控制在20～25℃，含水率在8%～10%，养生阶段仍需对构件进行定位，防止构件回弹，将构件放入模具，并用皮带紧固，养生时间控制在48小时以上，陈放养生时，弯曲件含水率控制应比家具产品的使用地的平衡含水率低2%～3%。

2.根据权利要求1所述的利用次小径材生产实木家具弯曲构件的方法，其特征是所述的工艺步骤（3）加工处理，根据产品的需要，进行相应的加工处理，包括侧面修边、端部截断、铣型、钻孔、开榫，对有缺陷的构件进行修补；具体包括：

1）侧面修边，侧面修边是指利用双面刨对弯曲构件侧面，厚度方向上的面，进行加工，以保证侧面两相对面平行，且表面平整；

2）精加工，根据产品规格要求，对已修边的构件进行相应的端部截断、边部铣型、钻孔、雕刻、端部开榫的精加工；

3.根据权利要求1所述的利用次小径材生产实木家具弯曲构件的方法，其特征是所述的工艺步骤（4）表面砂光，对实木弯曲构件进行整体砂光，以保证表面光洁、厚度均匀、板边整齐、尺寸精确、幅面规整。

4.根据权利要求1所述的利用次小径材生产实木家具弯曲构件的方法，其特征是所述的工艺步骤（5）检验，对次小径材实木弯曲构件进行检验、分等和修补。