CN115503063B - 一种干燥展平一体化的竹展平材的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及材料加工领域，具体涉及一种干燥展平一体化的竹展平材的加工方法。本发明提供的竹展平材的加工方法，包括：圆竹的分级，剖分，去节，干燥展平；所述展平是将固定于加压装置中上下压板之间的弧形竹片置于高温条件下进行干燥展平一体化处理；并设置所述加压装置中加压压力值。本发明避免了现有加工方法中为了减少竹材表面开裂而去掉竹青和竹黄，导致竹材利用率较低的问题，大大提高了竹材的利用率；同时，该方法在展平过程中同时完成竹片的干燥程序，实现了干燥展平一体化。
Description
技术领域
本发明涉及材料加工领域，具体涉及一种干燥展平一体化的竹展平材的加工方法。
背景技术
竹展平板是竹筒剖分后的弧形竹片经软化、展平、定型而成的片状材料，是圆竹高效利用的一种方式。竹展平板保留了竹材天然的纹理和梯度结构，在砧板、家具、地板和装饰材等领域都有广泛的应用。
竹展平板从20世纪七八十年代提出，发展到现在主要可以分为三大类技术：
(1)第一代竹展平技术，主要采用水煮、微波、碱溶液等方式使竹材软化，去掉竹青和竹黄后，利用简单的平压、辊压和拉开等方式将弧形片材一次或分段压平的展平技术。该方法所得产品一般都会开裂，因此该方法多适用于弧度较小的竹材，且效率低，在工业中推行难度较大。
(2)第二代竹展平技术，是在第一代竹展平技术的基础上通过扎眼、刻槽、刻痕、刻线等机械手段对竹黄表面进行损伤，从而消减弧形竹材内部应力，实现表面尺寸扩大，再通过展平、刨切得到大幅面的竹展平板。
(3)第三代竹展平技术，是在竹材软化后利用竹展平机完成展弧、定弧、刨切、定型等多道工序，提高了生产效率，且该技术对弧形竹片表面无损伤展开，保证了竹展平板的表观质量和强度。
上述三种竹展平技术在展平过程中，为了减小竹材表面开裂，需要去掉竹青和竹黄，竹材利用率最高仅能达到55％～60％；而且展平后竹材含水率较高，需要进一步干燥处理后才能使用。
如CN110027068A，其公开了一种无裂纹竹材展平和定型方法，其竹青被去除厚度0.4～0.7mm，竹材利用率较低；而且，展平板是以固定速度施压，即压力恒定，虽实现快速展平，提高了展平效率，但同时竹片的形变速度是非恒定的，固定的展平速度并不能很好的契合竹材形变速度，导致所得竹片容易开裂；此外，该方法还需要两次干燥，工序较多，操作繁琐。
发明内容
针对现有竹展平材加工方法存在的问题，本发明提出一种新的加工方法。该方法可在保留竹青和竹黄的前提下，制备无裂纹竹展平板，很好的保留了竹材的纹理特征和梯度结构，提高了竹材利用率；同时该方法实现了干燥展平一体化，大大提高了加工效率，为竹展平材和竹质工程材料发展注入了新的技术。
本发明提供的竹展平材的加工方法，包括：圆竹的分级，剖分，去节，干燥展平；其中，所述展平是将固定于加压装置中上下压板之间的弧形竹片置于高温条件下进行干燥展平一体化处理；并设置所述加压装置中加压压力值；所述干燥展平一体化处理包括两个阶段，第一阶段控制温度在140-150℃之间，第二阶段控制温度在65-75℃之间。
本发明发现，在干燥温度、竹片含水率的共同作用下，竹材弹性减小，塑性增加。随着干燥时间的延长，弧形竹片半径逐渐变大，加压装置实时保证压紧竹片。初始压力值应非常小，竹材在温度和自身含水率的共同作用下逐渐软化，此时可对压力值进行阶段式调节，压力值应适应弧形竹片展平过程中应力释放的速度，防止压力过大导致竹片开裂，最终使弧形竹片展平，从而避免了现有加工方法中为了减小竹黄表面开裂而去掉竹青和竹黄，导致竹材利用率较低的问题，大大提高了竹材的利用率；而且该方法在展平过程中同时完成竹片的干燥程序，实现了干燥展平一体化。
进一步地，目前，竹展平技术通常是将“软化”、“展平”和“干燥定型”分开进行操作的。软化阶段常常采用160-180℃的温度，耗能较大，且软化后竹材的含水率较高，竹材展平后还需要进长时间干燥处理。而本发明同时实现“干燥”和“展平”合并处理，配合展平过程中的加压压力，从而可在相对较短的时间内同时完成展平和干燥处理，获得无裂纹竹片，并简化了工序步骤，大大缩短整体加工时间，提高加工效率。作为具体的实施方式，本发明所述的干燥展平一体化处理可在干燥窑中进行干燥。
优选地，初始加压压力值控制为0.05MPa～0.08MPa，在所述干燥展平一体化处理的过程中，所述加压压力值随着弧形竹片软化和展平的过程逐步缓慢加大压力，也可保持压力不变。研究表明，随着干燥的进行，弧形竹片逐渐展平，上压板的压力也随着展平的过程逐渐变化。展平压力和展平速度均是变化值，且展平压力能良好的适应竹片的形变速度，竹片不容易开裂。
进一步地，所述分级为，将新采伐的圆竹横截定段，并对定段后的竹筒进行外径尺寸的分级。
进一步地，所述剖分为，将分级后的竹筒根据小头周长和所需展平板宽度尺寸剖分成至少3份。
本发明的干燥展平一体化处理与传统的展平方式相比，展平前无需软化；在展平前如果进行软化，可缩短时间，也可获得更宽的展平竹片。
具体地，为了缩短展平过程中的时间，可选择将弧形竹片采用蒸汽、水煮、微波、高频等高温软化方式进行软化处理。所述剖分后的弧形竹片可在软化前或者软化后，通过砂磨、喷砂、铣削或者去节机的方式，去掉弧形竹片的内外竹节，无需去除竹青和竹黄。
本发明的有益效果如下：
本方法所述的加工方法，不仅能有效提高竹材的利用率，保持竹材的原态梯度结构和表面纹理特征，减少加工过程的废弃物和粉尘的产生，而且实现了干燥展平一体化，简化程序，大大提高了加工效率。
附图说明
图1为本发明所述干燥展平一体化的竹展平材加工方法的操作流程图。
图2为竹片展平前后效果图。左图：竹片展平前效果；右图：竹片展平后效果。
图3为干燥展平一体化的竹展平材实物图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例提供一种展平竹片的加工方法，如图1所示，步骤如下：
(1)分级：将新鲜毛竹材横截定段；
(2)剖分：选取外径100mm的节间竹筒，剖分成4份；竹片含水率测得在48％左右；
(3)软化：将竹片置于数显恒温水浴锅中，温度为100℃，沸水煮4h；
(4)干燥展平：将煮后的弧形竹片置于本发明压力装置中固定夹紧，连同装置一起置于干燥箱中，初始加压压力值控制为0.06MPa，干燥温度设定为140℃，在干燥过程中弧形竹片逐渐与模具贴合，之后将干燥温度调整为75℃，至竹片含水率降至10％以内，成功完成了竹展平材的制作。
加压装置中展平效果如图2所示。
展平后实物如图3所示。
对比例1
本对比例提供一种竹展平材的加工方法，与实施例1的区别在于所述干燥展平一体化处理中初始压力值过小，具体为0.02MPa。
结果显示：一体化处理操作条件不匹配，竹片未有效展平。
对比例2
本对比例提供一种竹展平材的加工方法，与实施例1的区别在于所述干燥展平一体化处理中初始压力值过大，具体为0.2MPa。
结果显示：一体化处理操作条件不匹配，竹片在干燥展平过程中直接断裂。
对比例3
本对比例提供一种竹展平材的加工方法，与实施例1的区别在于所述干燥展平一体化处理中2个阶段干燥温度均为80℃。
结果显示：一体化处理操作调节不批配，竹片未能有效展平。
通过上述实施例及对比例的比较可知，本发明不仅提出了合适的展平装置实现一体化处理，而且还通过合理控制一体化处理的操作条件，在不去除竹青和竹黄的前提下，既保证竹片不开裂，又实现平展，大大提高竹材的利用率，保证加工质量的同时提高了加工效率。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (4)
1.一种竹展平材的加工方法，包括：圆竹的分级，剖分，去节，无需去除竹青和竹黄，干燥展平；其特征在于，所述展平是将固定于加压装置中上下压板之间的弧形竹片置于高温条件下进行干燥展平一体化处理；
同时设置所述加压装置中加压压力值；初始加压压力值控制为0.05MPa～0.08MPa；
所述干燥展平一体化处理包括两个阶段：
第一阶段的控制温度在140-150℃之间；
第二阶段的控制温度在65-75℃之间。
2.根据权利要求1所述的竹展平材的加工方法，其特征在于，所述干燥展平一体化处理的过程中，随着弧形竹片在温度的作用下逐渐软化和展平，加压压力值可以缓慢增大或保持不变。
3.根据权利要求2所述的竹展平材的加工方法，其特征在于，所述剖分为，将分级后的竹筒根据小头周长和所需展平板宽度尺寸剖分成至少3份。
4.根据权利要求3所述的竹展平材的加工方法，其特征在于，在干燥展平一体化处理前对竹片采用高温软化方式进行处理。
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