CN106671238A - 基于激光切割技术的实木复合拼花地板制作工艺 - Google Patents

基于激光切割技术的实木复合拼花地板制作工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及拼花地板制作技术领域，尤其涉及一种基于激光切割技术的实木复合拼花地板制作工艺，包括以下步骤：步骤一、绘制图案；步骤二、制作表板；步骤三、根据步骤一中的图案切割步骤二中的表板，制作成图案块；步骤四、摆放步骤三中的图案块；步骤五、第一次翻转，用第二平板扣在步骤四中的图案块上，翻转180°，撤去第一平板；步骤六、制作基板；步骤七、对基板施胶；步骤八、二次翻转，将步骤七中的地板块毛坯再翻转180°，撤去第二平板和定位框；步骤九、热压，将步骤八中的地板块放在热压机上热压，使胶固化；步骤十、修整。本工艺可以利用低等级木材生产拼花地板表板，降低成本，充分利用资源，减少珍贵树种的消耗。

Description

基于激光切割技术的实木复合拼花地板制作工艺
技术领域
本发明涉及拼花地板制作技术领域，尤其涉及一种基于激光切割技术的实木复合拼花地板制作工艺。
背景技术
现在的拼花木地板多是一种以不同色彩和树种的木皮拼接、在木质上呈现或具体或抽象的图案、极具装饰感的拼花地板，采用多层实木地板制造，同时利用不同种类木材色彩与纹理的不同，拼接出多变的造型与图案，从而达到不同的装饰效果。据介绍，有的图案甚至需要20多种以上的不同木材进行拼接，工艺十分复杂。而在国内，使用远未发挥到它应有的水平。在拼花中，全部采用全手工拼贴。拼花中要用到许多不同类型的木材，他们拥有不同的特性和性质，致使同一块地板不同部位的性能都不一样。
拼花地板有不同的类型，也有不少相关方面的发明，主要是对图案的发明和拼接方式方面的发明，但对于木材的激光切割文献较少。现有的拼花地板的图案内容都要求对称性，边缘带有边框，如CN201521137552.3、CN201521137266.7、CN201521135977.0等。
拼花地板主要使用锯切切割加工，锯切方式由于锯路宽，对于材料浪费大，主要是直线状锯切或者大曲率半径的弧状锯切，精度低，常常需要人工修整，劳动强度大，安全性低，噪声、粉尘等使生产环境也比较恶劣，也有少量使用激光切割加工的，目前激光技术在木材加工领域主要用于雕刻方面，但是对于激光切割木材的技术参数研究很少，都是工人根据经验试切加工，没有统一的工艺规范。
现有的拼花地板多采用简单规则的图案组合，而且具有对称性。相邻图案之间是利用不同树种，来满足色差要求，形成好看的图案，这样就需要树种的种类较多，使加工成本上升，成本高，特别是在图案比较复杂的时候，需要的珍稀树种也比较多。所以图案的表现形式受到一定的限制。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种基于激光切割技术的实木复合拼花地板制作工艺，减少木材的浪费。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种基于激光切割技术的实木复合拼花地板制作工艺，其特征在于:包括以下步骤：
步骤一、绘制图案，根据需要制作拼花地板表面的图案，在AutoCAD等绘图软件中绘制图案的线条矢量图，根据需要制作地板的形状和尺寸规格，以及原材料的尺寸大小，将矢量图拆分成小的封闭线框图案块，然后调入到激光切割机软件中准备切割；
步骤二、制作表板，作为表板的同一树种或者不同树种木板材通过在150-210℃，加热及保温时间在5-20h的不同缺氧高温处理来控制木材色空间分布特征，通过热处理改变木材的颜色特征，根据不同热处理后获得的不同颜色进行分组切割制造拼花地板表板；
步骤三、根据步骤一中的图案切割步骤二中的表板，制作成图案块；
步骤四、摆放步骤三中的图案块，按照设定的图案，将图案块摆放在第一平板上，四周由定位框定位，定位框是一个四边形框，虚放在第一平板上，外边缘与第一平板的边缘对齐，定位框内边尺寸与地板图案尺寸一致；
步骤五、第一次翻转，用第二平板扣在步骤四中的图案块上，翻转180°，撤去第一平板，此时图案块的图案背面向上，定位框落在第二平板上，外边缘与第二平板的边缘对齐；
步骤六、制作基板，基板边缘与定位框外边缘尺寸相同，由中间的芯板和边缘的企口条组成，芯板在中间，企口条围裹在芯板四周，使用U型钉或者胶料固定；
步骤七、对基板施胶，在基板上涂胶，基板胶层上面放置碳晶加热板，然后再次涂胶，将基板正面边缘与第二平板边缘对齐倒扣在放置在第二平板上的图案块的背面上，在基板背面全范围内涂胶，粘贴背板，制成地板块毛坯；
步骤八、二次翻转，将步骤七中的地板块毛坯再翻转180°，撤去第二平板，用直排钉将图案块固定在基板上，然后再撤去定位框，制成地板块；
步骤九、热压，将步骤八中的地板块放在热压机上热压，使胶固化；
步骤十、修整，胶合后可以对地板块中个别的缝隙较大的地方用木粉或者铁粉涂腻子修整，在企口边条上做地板对接企口或者榫卯，然后对表板进行砂光。
优选地，在步骤一中，一个封闭线框图案用同一颜色材料切割，拆分时不是封闭线框图案的要补充为封闭线框图案，切割时相邻图案用不同颜色的材料。
优选地，在步骤二中，根据其色差分布特征将表板分成不同的组，按处理后的木材色空间Lab特征值大小顺序进行编号，相邻图案使用不同色差组切割，组号尽量相差较大，同时顾及艺术色彩搭配效果。表板厚度约5mm左右，同一规格地板厚度一致，每种图案中每个地板块完整图案边长为a×b，a、b可以相等也可以不相等。
优选地，在步骤三中，激光切割机主要技术参数范围：在激光发生器功率100W左右时，选取切削速度20-60mm/s，镜头高5-7.5mm，光强40-70％，将图案块文件调入到激光切割机中，根据设定的激光切割机的技术参数进行切割，切割板厚可达到5-10mm。
优选地，在步骤四中，所述第一平板边长尺寸为(a+20)×(b+20)，每边长度尺寸比图案相应边长尺寸大20mm，定位框厚度与表板厚度一致，框条宽度10mm。
优选地，所述第一平板和第二平板的边上分别固定有把手。
优选地，在步骤六中，基板中间的芯板可以是纤维板、刨花板等人造板材，也可以是细木工板等板材，芯板边长为(a-40)×(b-40)，即每边长度尺寸比图案相应边长小40mm，企口条为实木材料，边长为(a-10)×(b-10)，宽度为30mm，企口条厚度与芯板厚度基本一致，如果企口条为硬木类，厚度与芯板一致，如果企口条为软木，可以比芯板略厚0.2-0.6mm，图案尺寸与定位框尺寸边缘之和等于基板中间的芯板尺寸与企口边条尺寸边缘之和，基板厚度为8-10mm，同一规格地板厚度一致。
优选地，所述背板采用旋切单板、胶合板、人造板或实木板薄板材。
优选地，在步骤九中，所述热压机的参数为：压强：单位压力1Mpa，热压时间：8min，热压温度：105℃。
本发明的有益效果是:相对于现有技术，本工艺既适合同一树种不同热处理获得色差的表板，又适合不同树种拼成的表板。对同一树种木材采用不同的热处理，使同种木材出现不同的色差作为制造拼花地板表板的主要材料，还可以体现木材天然的纹理，这样可以利用低等级木材生产拼花地板表板，降低成本，充分利用资源，减少珍贵树种的消耗。
而本发明的加工方式对图案只要求为封闭线框矢量图，对图案形状内容没有要求，图案是否对称都可以，边缘有没有边框都可以，只要同一线框元素颜色一致即可，扩大了应用范围。
本发明可以是单一图案重复排列，也可以是多块图案拼成一个完整图案。可以使用不同树种作为不同颜色元素的材料，也可以用同一树种不同热处理获得色差来形成图案的元素。使用同一树种可使拼花地板各部位的性能接近。注意多个不同图案拼成一个完整图案时，被多块板分割的同一个元素用同一个材料完成。还有图案设计中尽量避免过尖的尖角、尖点，或者直线与圆弧相切两圆弧内切的邻接。
为避免受原材料尺寸限制，可以将一个大的封闭线框拆解为多个封闭的小块切割之后拼接，可以节省大面积表板材料的应用，充分利用资源，特别是边角余料，降低对原材料大面积尺寸的要求。
激光切割材料切缝窄，材料浪费少，加工精度高，可以适合于任何曲率半径的圆弧曲线加工，工人劳动强度低，安全性高，没有噪声和粉尘污染。
拼花地板中在基板与表板之间加入碳晶板，使本发明的拼花地板在具有艺术效果的同时还具有取暖的特点。
附图说明
图1为本发明中第一平板、定位框、图案块的分解图；
图2为本发明中图案块与定位框、第一平板的装配图；
图3为本发明中第二平板盖在图案块的结构示意图；
图4为本发明中第一次翻转后撤去第一平板的结构示意图；
图5为本发明中基板的结构示意图；
图6为本发明中基板上施胶的结构示意图；
图7为本发明中基板倒扣在图案块背侧的结构示意图；
图8为本发明中基板的背侧粘贴背板的结构示意图；
图9为本发明中基板与图案块第二次翻转后撤去第二平板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。如图1所示，一种基于激光切割技术的实木复合拼花地板制作工艺，包括以下步骤：
步骤一、绘制图案，根据需要制作拼花地板表面的图案，在AutoCAD等绘图软件中绘制图案的线条矢量图，根据需要制作地板的形状(如矩形或者方形等)和尺寸规格，以及原材料的尺寸大小，将矢量图拆分成小的封闭线框图案块，然后调入到激光切割机软件中准备切割；一个封闭线框图案用同一颜色材料切割，拆分时不是封闭线框图案的要补充为封闭线框图案，切割时相邻图案用不同颜色的材料。图案是根据自己的需要设计，图案块是指在计算机中根据设计图案的颜色将图案拆分成多个封闭图形小块，存成图案块文件。此步骤都是计算机中的处理操作。
步骤二、制作表板，作为表板的同一树种或者不同树种木板材通过在150-210℃，加热及保温时间在5-20h的不同缺氧高温处理来控制木材色空间分布特征，通过热处理改变木材的颜色特征，根据不同热处理后获得的不同颜色进行分组切割制造拼花地板表板；根据其色差分布特征将表板分成不同的组，按处理后的木材色空间Lab特征值大小顺序进行编号，相邻图案使用不同色差组切割，组号尽量相差较大，同时顾及艺术色彩搭配效果。表板厚度约5mm左右，同一规格地板厚度一致，每种图案中每个地板块完整图案边长为a×b，a、b可以相等也可以不相等。例如红木类木材材色参数的色空间分布特征：L*为26～47，a*为1～17，b*为1～21，呈偏黑色、暗红褐色的深材色木材；当处理温度为200℃，6h，中基准和热处理温度为220℃时，色木的L*为37～47，a*为8～10，b*为15～21，通过热处理明显改变木材的颜色，使色泽更加鲜亮、纹理对比明显增加，达到仿真珍贵木材的效果(该数据已经申请过热处理工艺方面的专利，不是本发明重点保护的内容，本发明是根据不同热处理后获得的不同颜色进行分组切割制造拼花地板表板)。根据其色差分布特征将表板分成不同的组进行编号，相邻图案使用不同色差组切割，组号尽量相差较大。表板厚度约5mm左右(同一规格厚度需一致)。
步骤三、根据步骤一中的图案切割步骤二中的表板，制作成图案块；采用多因素完全随机等重复的试验方法，是一种试验方法，用来寻找较优参数的试验方法，确定激光切割机主要技术参数范围：在激光发生器功率100W左右时，选取切削速度20-60mm/s，镜头高5-7.5mm，光强40-70％，将图案块文件调入到激光切割机中，根据设定的激光切割机的技术参数进行切割，切割板厚可达到5-10mm。建议在激光发生器130W时，选取镜头高6mm，光强65％，切削速度50mm/s，切割实木板厚约5-6mm。
如图1和图2所示，步骤四、摆放步骤三中的图案块，按照设定的图案，将图案块3摆放在第一平板1上，四周由定位框4定位，定位框是一个四边形框，虚放在第一平板上，外边缘与第一平板的边缘对齐，定位框内边尺寸与地板图案尺寸一致；第一平板边长尺寸为(a+20)×(b+20)，每边长度尺寸比图案相应边长尺寸大20mm，定位框厚度与表板厚度一致，框条宽度10mm。
如图3和图4所示，步骤五、第一次翻转，用一块边长为(a+20)×(b+20)的第二平板2扣在步骤四中的图案块上，翻转180°，撤去第一平板1，此时图案块3的图案背面向上，定位框4落在第二平板上，外边缘与第二平板的边缘对齐，亦为虚放。第二平板亦可设置便于操作的把手。
如图5所示，步骤六、制作基板，基板边缘与定位框外边缘尺寸相同，由中间的芯板5和边缘的企口条6组成，芯板在中间，企口条围裹在芯板四周，使用U型钉或者胶料固定；基板中间的芯板可以是纤维板、刨花板等人造板材，也可以是细木工板等板材，芯板边长为(a-40)×(b-40)，即每边长度尺寸比图案相应边长小40mm，企口条为实木材料，边长为(a+20)×(b+20)((a-10)×(b-10))，宽度为30mm，企口条厚度与芯板厚度基本一致，如果企口条为硬木类，厚度与芯板一致，如果企口条为软木，可以比芯板略厚0.2-0.6mm。图案尺寸与定位框尺寸边缘之和等于基板中间的芯板尺寸与企口边条尺寸边缘之和。基板厚度为8-10mm，同一规格地板厚度一致。
如图6和图7所示，步骤七、对基板施胶，在基板上涂胶，基板胶层上面放置碳晶加热板8，然后再次涂胶，将基板正面边缘与第二平板边缘对齐倒扣在放置在第二平板上的图案块的背面上，在基板背面全范围内涂胶，粘贴背板7，制成地板块毛坯；背板可以采用旋切单板、胶合板、人造板、实木板等薄板材。
胶黏剂种类：双组份水性高分子—异氰酸酯(API)
成分：
主剂：是以水性高分子聚合物(通常以聚乙烯醇PVA)、乳液(苯乙烯SBR、聚丙烯酸乳液、乙烯-乙酸乙烯酯共聚乳液EVA等)，填料(通常为碳酸钙粉末)颜色：乳白色
交联剂：异氰酸酯颜色：浅棕色
配比：主剂：交联剂＝100:15。
如图8和图9所示，步骤八、二次翻转，将步骤七中的地板块毛坯再翻转180°，撤去第二平板和定位框，用直排钉将图案块固定在基板上，制成地板块；
步骤九、热压，将步骤八中的地板块放在热压机上热压，使胶固化；
热压机参数：
压强：单位压力1Mpa；
热压时间：8min；
热压温度：105℃。
步骤十、修整，胶合后可以对地板块中个别的缝隙较大的地方用木粉或者铁粉涂腻子修整，在企口边条上做地板对接企口或者榫卯，然后对表板进行砂光。
最后，还可以进行涂清漆，拼装。表面漆是PU漆(聚氨酯漆)或者UV漆。
本工艺制作出的拼花底板与现有技术不同之处在于：1.通过同一树种不同缺氧高温处理控制木材色空间分布特征，来获得不同颜色色差作为表板拼块。目前实木拼花地板制作采用的材料都是不同树种来形成色差，本发明不仅适合于不同树种，还适合于同一树种，这样可以减少树种的种类，并且节省珍贵树种的应用。
2.加入碳晶板作为地热采暖系统。目前有地板中加入碳晶板的，但是在拼花地板中尚未见应用。由于拼花地板表板厚度小，升温更快。
3.不强调图案的对称性，可以是任何线条矢量框图。目前图案都要求对称性，为的是受力均衡，本发明的图案被切割成小块，力的传递被割断，所以无需对称。
4.芯板为降低造价，可以使用纤维板、刨花板等人造板，现有的常见的拼花地板芯板使用细木工板材的较多。
5.翻转过程中使用与表板同厚度的定位框和平板固定图案。
6.现有的拼花地板块一般为正方形，本方案对地板形状、尺寸没有限制要求，能拼接即可。给了一幅长条状拼花地板块拼接图案。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于激光切割技术的实木复合拼花地板制作工艺，其特征在于:包括以下步骤：
步骤一、绘制图案，根据需要制作拼花地板表面的图案，在AutoCAD等绘图软件中绘制图案的线条矢量图，根据需要制作地板的形状和尺寸规格，以及原材料的尺寸大小，将矢量图拆分成小的封闭线框图案块，然后调入到激光切割机软件中准备切割；
步骤二、制作表板，作为表板的同一树种或者不同树种木板材通过在150-210℃，加热及保温时间在5-20h的不同缺氧高温处理来控制木材色空间分布特征，通过热处理改变木材的颜色特征，根据不同热处理后获得的不同颜色进行分组切割制造拼花地板表板；
步骤三、根据步骤一中的图案切割步骤二中的表板，制作成图案块；
步骤四、摆放步骤三中的图案块，按照设定的图案，将图案块摆放在第一平板上，四周由定位框定位，定位框是一个四边形框，虚放在第一平板上，外边缘与第一平板的边缘对齐，定位框内边尺寸与地板图案尺寸一致；
步骤五、第一次翻转，用第二平板扣在步骤四中的图案块上，翻转180°，撤去第一平板，此时图案块的图案背面向上，定位框落在第二平板上，外边缘与第二平板的边缘对齐；
步骤六、制作基板，基板边缘与定位框外边缘尺寸相同，由中间的芯板和边缘的企口条组成，芯板在中间，企口条围裹在芯板四周，使用U型钉或者胶料固定；
步骤七、对基板施胶，在基板上涂胶，基板胶层上面放置碳晶加热板，然后再次涂胶，将基板正面边缘与第二平板边缘对齐倒扣在放置在第二平板上的图案块的背面上，在基板背面全范围内涂胶，粘贴背板，制成地板块毛坯；
步骤八、二次翻转，将步骤七中的地板块毛坯再翻转180°，撤去第二平板用直排钉将图案块固定在基板上，然后再撤去定位框，制成地板块；
步骤九、热压，将步骤八中的地板块放在热压机上热压，使胶固化；
步骤十、修整，胶合后可以对地板块中个别的缝隙较大的地方用木粉或者铁粉涂腻子修整，在企口边条上做地板对接企口或者榫卯，然后对表板进行砂光。
2.根据权利要求1所述的基于激光切割技术的实木复合拼花地板制作工艺，其特征在于:在步骤一中，一个封闭线框图案用同一颜色材料切割，拆分时不是封闭线框图案的要补充为封闭线框图案，切割时相邻图案用不同颜色的材料。
3.根据权利要求1所述的基于激光切割技术的实木复合拼花地板制作工艺，其特征在于:在步骤二中，根据其色差分布特征将表板分成不同的组，按处理后的木材色空间Lab特征值大小顺序进行编号，相邻图案使用不同色差组切割，组号尽量相差较大，同时顾及艺术色彩搭配效果。表板厚度约5mm左右，同一规格地板厚度一致，每种图案中每个地板块完整图案边长为a×b，a、b可以相等也可以不相等。
4.根据权利要求1所述的基于激光切割技术的实木复合拼花地板制作工艺，其特征在于:在步骤三中，激光切割机主要技术参数范围：在激光发生器功率100W左右时，选取切削速度20-60mm/s，镜头高5-7.5mm，光强40-70％，将图案块文件调入到激光切割机中，根据设定的激光切割机的技术参数进行切割，切割板厚可达到5-10mm。
5.根据权利要求1所述的基于激光切割技术的实木复合拼花地板制作工艺，其特征在于:在步骤四和步骤五中，所述第一平板和第二平板边长尺寸相同，均为(a+20)×(b+20)，每边长度尺寸比图案相应边长尺寸大20mm，定位框厚度与表板厚度一致，框条宽度10mm。
6.根据权利要求1所述的基于激光切割技术的实木复合拼花地板制作工艺，其特征在于:所述第一平板和第二平板的边上分别固定有把手。
7.根据权利要求1所述的基于激光切割技术的实木复合拼花地板制作工艺，其特征在于:在步骤六中，基板中间的芯板可以是纤维板、刨花板等人造板材，也可以是细木工板等板材，芯板边长为(a-40)×(b-40)，即每边长度尺寸比图案相应边长小40mm，企口条为实木材料，边长为(a-10)×(b-10)，宽度为30mm，企口条厚度与芯板厚度基本一致，如果企口条为硬木类，厚度与芯板一致，如果企口条为软木，可以比芯板略厚0.2-0.6mm，图案尺寸与定位框尺寸边缘之和等于基板中间的芯板尺寸与企口边条尺寸边缘之和，基板厚度为8-10mm，同一规格地板厚度一致。
8.根据权利要求1所述的基于激光切割技术的实木复合拼花地板制作工艺，其特征在于:所述背板采用旋切单板、胶合板、人造板或实木板薄板材。
9.根据权利要求1所述的基于激光切割技术的实木复合拼花地板制作工艺，其特征在于:在步骤九中，所述热压机的参数为：压强：单位压力1Mpa，热压时间：8min，热压温度：105℃。
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